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一种硬质合金表面非层状Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiC涂层的制备方法,其特征在于依次包含以下步骤:(1)Al(OH)<sub>3</sub>/Ti(OH)<sub>4</sub>核/壳结构溶胶制备:依次将吐温80,吐温60, 正丁醇,环己烷加入去离子水中;按体积百分含量吐温80占15%~25%,吐温60占5%~10%,正丁醇占5%~15%,正己烷占5%~12%,其余为去离子水;用磁力搅拌器在60~90℃下搅拌3~10h, 然后放置10~24h,得到油包水型微乳液;将AlCl<sub>3</sub>加入到油包水型微乳液中,使其体积百分浓度为0.5%~2.5%,再加入氨水调节溶液pH值到8~9,用磁力搅拌器在20~60℃下搅拌1~6h,然后放置6~12h,形成Al(OH)<sub>3</sub>溶胶;再加入C<sub>16</sub>H<sub>36</sub>TiO<sub>4</sub>,使其体积百分浓度为AlCl<sub>3</sub>体积百分浓度的5%~45%,并加入氨水调节pH值到8~9,用磁力搅拌器在40~90℃下搅拌1~6h, 然后放置6~12h,生成Ti(OH)<sub>4</sub>包覆Al(OH)<sub>3</sub>的Al(OH)<sub>3</sub>/Ti(OH)<sub>4</sub>核/壳结构溶胶;(2)硬质合金生坯固相烧结:称取各种原料粉末配料,按重量百分比TiC占0~15%,TaC占0~15%, NbC占0~10%, Co占4~15%,其余为WC;混合粉末经过球磨、过滤、干燥、掺成型剂、压制成型得到硬质合金生坯;硬质合金生坯在真空烧结炉中升温到1250~1350℃,真空度为3~10Pa, 并保温2~4h以完成固相烧结,形成致密度为90%~95%的坯体;(3)旋涂与硬质合金坯体表面Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>核/壳结构生成:将Al(OH)<sub>3</sub>/Ti(OH)<sub>4</sub>核/壳结构溶胶旋涂在固相烧结后的硬质合金坯体表面,旋涂时每层在550r/min的转速下转20s,再用1100r/min的转速转20s,每层涂完后在115~230℃下烘焙1h并冷却到20~30℃后再涂下一层,旋涂层数为3~6层,在硬质合金坯体表面形成Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>核/壳结构;(4)液相烧结制造Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiC涂层硬质合金:将表面有Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>核/壳结构的硬质合金坯体在低压气氛烧结炉中CH<sub>4</sub>/ CO气氛下烧结,CH<sub>4</sub>/ CO混合气体压力为1~3MPa,CH<sub>4</sub>:CO摩尔比为1:2,反应加热温度为1400℃~1500℃,保温时间为0.5h,硬质合金坯体表面的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub>发生碳热还原反应转变成Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiC涂层;保温结束后充入氩气排除CH<sub>4</sub>/ CO气体,保持氩气压力为3~5MPa,烧结温度不变,再保温1~3h, 实现硬质合金基体液相烧结致密化,制备出表面具有Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiC复合涂层的涂层硬质合金。 |