【专利开放许可】中南大学开放许可专利推介(十九)

发布日期:2023-09-07 14:56:33

为推进专利开放许可工作,提升专利转化水平,本期发布5项专利,具体信息如下:

        一种高膜基结合力的PVD涂层硬质合金,所述硬质合金为超细纯板状晶WC–Co硬质合金,同时含Cr、V和稀土添加剂,合金烧结体表面WC(0001)晶面和晶面所对应的X射线衍射峰强比值合金中WC超细晶粒为正三棱柱板状纳米晶粒。提高硬质合金PVD涂层膜基结合力的方法是选择超细纯板状晶WC–Co硬质合金作为基体,依次进行超固相线真空淬火、机械磨抛、电化学抛光、表面清洗后,镀覆PVD涂层。本发明提供的硬质合金及提高膜基结合力的方法,可以有效提高金属氮化物PVD涂层与硬质合金基体之间的膜基结合力及稳定性,延长PVD涂层硬质合金的使用寿命,适于工业化应用,解决了膜基结合力稳定性控制难题。

        一种高性能WC–Co再生硬质合金及其制备方法,所述WC–Co再生硬质合金为纯板状晶结构硬质合金,其中平均边长≤1.0μm、棱柱平均高度≤0.3μm的细小板状WC晶粒的体积分数≥50%,具有高强度、高硬度和高韧性的特征。其制备方法是,WC原料由Ti含量≤0.9%、的电溶法再生WC粉末和原生态超细WC粉末组成;采用基于WC晶格畸变度调控的湿式球磨和原位控Ti或诱导控Ti压力烧结工艺制备。本发明基于原料本征属性挖掘的精细化工艺定制,首次实现了再生WC粉末的高效和高值化利用,首次实现了再生硬质合金高性能化和纯板状晶硬质合金低成本化生产,解决了长期困扰硬质合金产业界的电溶法再生WC粉末高效综合利用和再生硬质合金质量控制的难题。

        本发明基于质量定向调控含Ti的WC粉末及其制备方法和应用,所述含Ti的WC粉末中,Ti以TiC纳米弥散相形式依附生长在WC颗粒表面,在WC粉中呈均匀分布状态;优化的Ti的质量分数为0.2~0.4%,粉末的平均粒度≤4μm。其优化的制备方法是,采用草酸钛氧铵或钛酸四丁脂溶液作为液体Ti源,通过超声波辅助液体Ti源对固体W源的浸渍混合→动态闪蒸干燥→W、Ti共碳化及其配套工艺,实现Ti以TiC纳米弥散相形式在WC粉中呈均匀分布状态和Ti含量的调控;通过固体W源原料类型及其配套工艺,调控含Ti的WC粉末的粒度与形貌。本发明有效解决了纯板状晶结构WC–Co硬质合金所需WC原料的质量可控性问题。

        本发明涉及一种耐高温减摩材料及其制备方法和应用。所述减摩材料由减磨、抗高温氧化、耐磨、减磨稳定性控制、强韧性改善、烧结致密化促进、烧结收缩率控制等七个功能组元组成,含MoS2和/或WS2、稀土、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sn等合金组元。其制备工艺包括组元粉末混合,模压成形,H2、Ar、N2交替气氛烧结等三道工序。可以在无外加压力的烧结条件下,最大限度地抑制其烧结膨胀现象,可实现异形制品的大规模高效生产。由于制品表面氮化物、稀土氧硫化合物的形成,其最高有效使用温度可以高达近800℃。其作为一种传输轨道支撑材料使用时,可以满足铝、铜、钢等合金材料高温压力加工对材料制备自动化连续生产的需求。

        本发明涉及深海矿产资源和干热岩开采用硬质合金及其制备方法,所述硬质合金具有抗磨蚀和自润滑功能,所述制备方法包括与超硬材料形成复合材料的制备方法。本发明分别在硬质合金烧结过程中和在超硬复合材料高温高压复合过程中,通过稀土氧化物与WS2或MoS2原位反应,形成具有自润滑功能的稀土氧硫化物RE2O2S;通过硬质合金中RE2O2S、硬质相和粘结相或超硬材料中RE2O2S和超硬相协同作用,实现抗磨蚀功能;在所述硬质合金中添加Ni、Cr3C2和TaC进一步改善其抗磨蚀性能。本发明能低成本改善硬质合金和超硬复合材料的使用寿命,能满足极端服役工况对新型凿岩硬质合金和超硬复合材料高综合性能和高服役寿命的需求。