一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法

摘要

本发明公开了一种W‑WC‑TiC‑Hf‑Co合金棒材及其制备方法，它涉及合金材料制备技术领域。它由以下质量百分比的成分组成：WC 1％‑5％，TiC 2％‑8％，Hf 1％‑5％，Co 1％‑5％，余量为W和不可避免的杂质，制备方法：(1)采用湿法球磨的方法将钨粉、碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉和钴粉混合均匀，真空烘干后得到混合粉末；(2)真空烧结得到烧结体；(3)电子束熔炼2‑5次，得到铸锭；(4)热挤压，得到半成品棒坯；(5)热挤压，得到合金棒材。本发明W‑WC‑TiC‑Hf‑Co合金棒材具有高硬度、高强度和优异的综合力学性能，在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源等领域有广泛的应用前景。

权利要求

1.一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：WC 

1％-5％、TiC 2％-8％、Hf 1％-5％、Co 1％-5％，余量为W和不可避免的杂质；其制备步骤为：(1)采用湿法球磨的方法将WC 1％-5％、TiC 2％-8％、Hf 1％-5％、Co 1％-5％，余量为W和不可避免的杂质混合均匀，真空烘干后得到混合粉末为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉；

(2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉-2

中，在真空度不大于5×10 Pa，温度为1200℃-1500℃的条件下保温2h-3h进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；

(3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼2-5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的电流为3A-5A，所述电子束熔炼的电压为70kV-90kV；

(4)将步骤(3)中所述铸锭在温度为1300℃-1500℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

(5)将步骤(4)中所述半成品棒坯在挤压温度为1200℃-1400℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

2.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：WC 2％-4％、TiC 3％-7％、Hf 2％-4％、Co 2％-4％，余量为W和不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：WC 3％、TiC 5％、Hf 3％、Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％。

5.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm。

6.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中湿法球磨的过程中采用无水乙醇为分散剂，所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的1-4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g。

7.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中湿法球磨的速率为300rpm-400rpm，球料比为(1-5)：1，球磨时间3h-7h。

8.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中挤压温度为1350℃-1450℃，挤压比为4.5-5.5。

9.根据权利要求1所述的一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中挤压温度为1250℃-1350℃，挤压比为4.5-5.5。

说明书

一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是合金材料制备技术领域，具体涉及一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法。

背景技术

[0002] 难熔金属钨合金具有密度高、强度高等一系列优异的力学性能，在国防军工、航空航天、电子信息、能源、冶金和机械加工工业等领域中具有十分广泛的用途，在国民经济中占有重要的地位。高密度钨合金一般是指W-WC-TiC、W-WC-Cu、W-Cu合金体系，其含钨量为85％-99％，这些合金的共同特点是密度高(16.5-19.0g/cm3)、热膨胀系数小、抗蚀性和抗氧化性能好、导电导热性能好，而且有的合金还具有强度高、延性好、抗冲击韧性好等其他诸多优异性能，因此该类钨合金在尖端科学领域、国防工业和民用工业都得到了非常广泛的应用，如用于陀螺转子及飞机上的配重和减震材料、穿甲弹弹芯和子母弹、防X射线屏蔽材料、手机上的高密度合金振子、电热镦粗砧块和电极材料等。

[0003] 随着科学技术日新月异的发展与更新换代，对材料的要求愈来愈高，与之相适应，采用新的技术和新型材料是研究发展新型高性能多功能钨合金材料的发展方向，在新一代集成电路中，由于布线越来越细(目前已达0.2μm)，散热和耐温的需要都将扩大对钨基板材的需求，此外金属化封装也将向难熔材料发展。因此，高密度钨合金及复合材料在结构和功能材料应用领域中的重要性已越发突出，其应用潜力越来越大。因而该类合金材料受到了世界各国的高度重视，已成为材料科学界最为活跃的研究领域之一。然而，传统的钨合金由于受自身缺陷和制备工艺的限制，无法大幅提高其综合力学性能。基于此，设计一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材尤为必要。

发明内容

[0004] 针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法，该W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能，在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源和动力机械等领域有广泛的应用前景。

[0005] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％-5％、TiC 2％-8％、Hf 1％-5％、Co 1％-5％，余量为W和不可避免的杂质。

[0006] 作为优选，所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 2％-4％、TiC 3％-7％、Hf 2％-4％、Co 2％-4％，余量为W和不可避免的杂质。

[0007] 作为优选，所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 3％、TiC 5％、Hf 3％、Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

[0008] 一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其制备步骤为：

[0009] (1)采用湿法球磨的方法将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉混合均匀，真空烘干后得到混合粉末；

[0010] (2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa，温度为1200℃-1500℃的条件下保温2h-3h进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；

[0011] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼2-5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的电流为3A-5A，所述电子束熔炼的电压为70kV-90kV；

[0012] (4)将步骤(3)中所述铸锭在温度为1300℃-1500℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0013] (5)将步骤(4)中所述半成品棒坯在挤压温度为1200℃-1400℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0014] 作为优选，所述的步骤(1)中的碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％；所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm。

[0015] 作为优选，所述的步骤(1)中湿法球磨的过程中采用无水乙醇为分散剂，所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的1-4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g；湿法球磨的速率为300rpm-400rpm，球料比为(1-5)：1，球磨时间3h-7h。

[0016] 作为优选，所述的步骤(4)中挤压温度为1350℃-1450℃，挤压比为4.5-5.5。

[0017] 作为优选，所述的步骤(5)中挤压温度为1250℃-1350℃，挤压比为4.5-5.5。

[0018] 本发明的有益效果：(1)采用电子束熔炼的工艺过程制备W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，具有纯度高、氧含量低等优点，有利于改善材料的室温塑性。

[0019] (2)在W-WC合金材料中添加TiC提高了材料的室温和高温强度；加入Co元素提高了材料的室温塑性。

[0020] (3)由于Hf元素与O元素有很高的亲和力，将Hf元素添加到W-WC-TiC-Hf-Co合金中，一方面降低了O元素在基体中的含量，减少了O在晶界处的偏聚，使晶界结合力增强，改善了合金的塑性；另一方面，Hf元素与氧形成HfO颗粒，HfO颗粒均匀分布基体中，有利于改善合金的室温和高温强度。

[0021] (4)通过二次挤压工艺过程制备W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，一方面减少了挤压温度和挤压比，降低了对挤压设备的要求；另一方面，破碎和细化了组织，并且使细小的W颗粒和陶瓷相均匀分布在Co粘结相中，这种理想的微观组织使得W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有良好的室温塑性，有利于材料的加工成形。

[0022] (5)采用多成分机械合金化+电子束熔炼+二次挤压工艺过程制备W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，所制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的洛氏硬度(HRC)为65-74，氧含量为59ppm-87ppm，室温抗拉强度为1270MPa-1530MPa、延伸率为17％-25％，1500℃的抗拉强度为
137MPa-215MPa，由此证明该W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能，在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源和动力机械等领域有广泛的应用前景。

附图说明

[0023] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

[0024] 图1为本发明实施例1制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的显微组织图。

具体实施方式

[0025] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0026] 参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％-5％、TiC 2％-8％、Hf 1％-5％、Co 1％-5％，余量为W和不可避免的杂质。

[0027] 一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其制备步骤为：

[0028] (1)采用湿法球磨的方法将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉混合均匀，真空烘干后得到混合粉末；

[0029] (2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa，温度为1200℃-1500℃的条件下保温2h-3h进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；

[0030] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼2-5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的电流为3A-5A，所述电子束熔炼的电压为70kV-90kV；

[0031] (4)将步骤(3)中所述铸锭在温度为1300℃-1500℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0032] (5)将步骤(4)中所述半成品棒坯在挤压温度为1200℃-1400℃，挤压比为4-6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0033] 值得注意的是，所述的步骤(1)中的碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％；所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm。

[0034] 值得注意的是，所述的步骤(1)中湿法球磨的过程中采用无水乙醇为分散剂，所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的1-4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g；湿法球磨的速率为300rpm-400rpm，球料比为(1-5)：1，球磨时间3h-7h。

[0035] 此外，所述的步骤(4)中挤压温度为1350℃-1450℃，挤压比为4.5-5.5；步骤(5)中挤压温度为1250℃-1350℃，挤压比为4.5-5.5。

[0036] 本具体实施方式通过先进技术，使钨合金材料不但保留自身诸如高熔点、耐腐蚀等优良性能，而且要大幅度提高综合力学性能，使其在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源和动力机械等领域有广泛的应用前景。

[0037] 实施例1：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 3％，TiC 5％，Hf 3％，Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

[0038] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0039] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0040] (2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0041] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼3次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为4A，熔炼电压为80kV；

[0042] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1400℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0043] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1300℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0044] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的显微组织如图1所示。从图1中可以看出，W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的显微组织的基体由细小的W颗粒和粘结相Co组成，WC和TiC陶瓷相均匀分布在基体中。微观组织中没有观察到可见的空洞、微裂纹等缺陷，这是由于采用二次热挤压工艺不但消除了W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的内部缺陷，同时使材料进一步致密化，并且使微观组织更加均匀；均匀分布的WC和TiC陶瓷强化相大大提高了W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的室温和高温强度；采用二次热挤压工艺使得塑性较好的Co形成连续分布的组织，这种组织使得W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有良好的室温塑性；Hf元素与基体中的O形成HfO，降低O在基体中的含量。由于O元素会恶化材料的综合力学性能，因此，Hf元素减少了O在晶界处的偏聚，使晶界结合力增强，改善了合金的塑性，同时HfO均匀分布在基体中，有利于提高W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的室温和高温力学性能。

[0045] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为74，氧含量为59ppm，室温抗拉强度为1530MPa、延伸率为25％，1500℃的抗拉强度为215MPa。

[0046] 实施例2：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％，TiC 2％，Hf 1％，Co 1％，余量为W和不可避免的杂质。

[0047] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0048] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0049] (2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧-2结炉中，在真空度不大于5×10 Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0050] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼3次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为4A，熔炼电压为80kV；

[0051] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1400℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0052] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1300℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0053] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为65，氧含量为87ppm，室温抗拉强度为1270MPaMPa、延伸率为17％，1500℃的抗拉强度为137MPa。

[0054] 实施例3：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 5％，TiC 8％，Hf 5％，Co 5％，余量为W和不可避免的杂质。

[0055] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0056] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0057] (2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0058] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼3次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为4A，熔炼电压为80kV；

[0059] (4)将步骤(3中所铸锭在挤压温度为1400℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0060] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1300℃，挤压比为5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0061] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为69，氧含量为72ppm，室温抗拉强度为1470MPa、延伸率为19％，1500℃的抗拉强度为189MPa。

[0062] 实施例4：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 2％，TiC 3％，Hf 2％，Co 2％，余量为W和不可避免的杂质。

[0063] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0064] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为300rpm，球料比为1：1的条件下湿法球磨3h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的1倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0065] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1200℃，保温时间为2h；

[0066] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼2次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为3A，熔炼电压为70kV；

[0067] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1300℃，挤压比为4的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0068] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1200℃，挤压比为4的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0069] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为71，氧含量为62ppm，室温抗拉强度为1490MPa、延伸率为23％，1500℃的抗拉强度为210MPa。

[0070] 实施例5：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 4％，TiC 7％，Hf 4％，Co 4％，余量为W和不可避免的杂质。

[0071] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0072] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为400rpm，球料比为5：1的条件下湿法球磨3h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0073] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1500℃，保温时间为2h；

[0074] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0075] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1500℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0076] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1400℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0077] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为69，氧含量为83ppm，室温抗拉强度为1520MPa、延伸率为21％，1500℃的抗拉强度为201MPa。

[0078] 实施例6：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％，TiC 2％，Hf 5％，Co 5％，余量为W和不可避免的杂质。

[0079] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0080] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为400rpm，球料比为5：1的条件下湿法球磨3h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0081] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结-2炉中，在真空度不大于5×10 Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1500℃，保温时间为2h；

[0082] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0083] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1500℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0084] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1400℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0085] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为67，氧含量为62ppm，室温抗拉强度为1310MPa、延伸率为19％，1500℃的抗拉强度为149MPa。

[0086] 实施例7：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 5％，TiC 8％，Hf 1％，Co 1％，余量为W和不可避免的杂质。

[0087] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0088] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为400rpm，球料比为5：1的条件下湿法球磨3h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0089] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1500℃，保温时间为2h；

[0090] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0091] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1500℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0092] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1400℃，挤压比为6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0093] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为74，氧含量为83ppm，室温抗拉强度为1500MPa、延伸率为23％，1500℃的抗拉强度为198MPa。

[0094] 实施例8：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 3％，TiC 5％，Hf 3％，Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

[0095] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0096] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0097] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0098] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0099] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1350℃，挤压比为4.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0100] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1250℃，挤压比为4.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0101] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为71，氧含量为80ppm，室温抗拉强度为1450MPa、延伸率为20％，1500℃的抗拉强度为179MPa。

[0102] 实施例9：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 3％，TiC 5％，Hf 3％，Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

[0103] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0104] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0105] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0106] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0107] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1450℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0108] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1350℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0109] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为70，氧含量为65ppm，室温抗拉强度为1430MPa、延伸率为23％，1500℃的抗拉强度为175MPa。

[0110] 实施例10：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％，TiC 2％，Hf 1％，Co 1％，余量为W和不可避免的杂质。

[0111] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0112] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0113] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0114] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0115] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1450℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0116] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1350℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0117] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为65，氧含量为87ppm，室温抗拉强度为1270MPa、延伸率为25％，1500℃的抗拉强度为137MPa。

[0118] 实施例11：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 5％，TiC 8％，Hf 5％，Co 5％，余量为W和不可避免的杂质。

[0119] 本实施例W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法包括以下步骤：

[0120] (1)将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为350rpm，球料比为3：1的条件下湿法球磨5h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉质量之和的2.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位g，所述碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉的质量纯度均不小于99％，所述碳化钨粉的粒径不大于20μm，所述碳化钛粉的粒径不大于10μm，所述铪粉和钴粉的粒径均不大于50μm，所述钨粉的粒径不大于30μm；

[0121] (2)将步骤(1)所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；所述烧结处理的温度为1350℃，保温时间为2.5h；

[0122] (3)将步骤(2)中所述烧结体置于电子束熔炼炉中，在真空度不大于1×10-2Pa的条件下电子束熔炼5次，自然冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述电子束熔炼的熔炼电流为5A，熔炼电压为90kV；

[0123] (4)将步骤(3)中所铸锭在挤压温度为1450℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

[0124] (5)将步骤(4)中所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金半成品棒坯在挤压温度为1350℃，挤压比为5.5的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材。

[0125] 本实施例制备的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能等特点，洛氏硬度(HRC)为74，氧含量为87ppm，室温抗拉强度为1530MPa、延伸率为25％，1500℃的抗拉强度为215MPa。

[0126] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。