一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料及其制备方法，属于高温耐磨合金领域。材料基体合金化学成分为：Cr 18～34％；W 9～28％；V 0～6％；Ni 0～10％，Fe 0～10％，C 0.2～2％，其余为Co，材料的主要增强相为M6C型和M23C6型碳化物，该复合材料采用粉末冶金方法制备而成。本发明选取了含高熔点元素W、Cr、Ni等的Co基合金为基体，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的性能；在钴基合金基体中加入适量的WC粉末，通过WC的高温相变，形成M6C增强相，大幅度提高钴基合金的硬度和耐磨性能。

权利要求

1.一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料，其特征在于：该复合材料是将钴基合金粉末和碳化钨粉末混合，所得混合粉末中碳化钨所占比例为5～40wt.％，再采用粉末冶金方法制备而成；该复合材料由碳化物增强相和钴基合金基体组成，其中：所述的碳化物增强相是由外加碳化物增强相和内生碳化物增强相组成，外加碳化物增强相在复合材料中所占重量百分比为1％～40％，内生碳化物增强相在复合材料中所占重量百分比为1％～

5％；按重量百分比计，钴基合金基体的化学成分如下：

Cr 18～34％；W 9～28％；V 0～6％；Ni 0～10％；Fe 0～10％；C 0.2～2％；其余为Co。

2.根据权利要求1所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料，其特征在于：所述碳化物增强相包括M23C6型和M6C型碳化物，均匀分布于钴基合金基体中，M23C6型碳化物为内生增强相，M6C型碳化物增强相分为外加和内生两种，其中：所述外加M6C型碳化物增强相的尺寸为3-20μm，所述内生M6C型碳化物增强相尺寸为1-3μm。

3.根据权利要求2所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料，其特征在于：所述外加M6C型碳化物增强相是由原料WC粉末在制备过程中转化而成，所述内生M6C型和M23C6型碳化物增强相是由原料钴基合金在粉末冶金过程中产生。

4.根据权利要求1所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：(1)利用真空熔炼方法制备Co基合金锭；

(2)将步骤(1)制备的Co基合金锭，利用真空气雾化制粉技术将Co基合金锭制备成预合金粉末，并筛选出小于300目的预合金粉末，即钴基合金粉末；

(3)将步骤(2)筛选出的钴基合金粉末与WC粉末混合，经球磨获得混合粉末；

(4)将步骤(3)所得混合粉末，利用冷压的方法，在室温条件下将混合粉末压制成圆柱状坯料；

(5)将步骤(4)制备出的圆柱状坯料，放入真空热压烧结炉中进行固相烧结，制成Co基复合材料；

(6)将步骤(5)制备出的Co基复合材料进行热处理，使合金组织均匀化，最终获得所述碳化物增强钴基复合材料。

5.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的合金熔炼工艺为：将钴基合金原料按所述比例配料，熔炼后经浇注和冷却获得所需钴基合金锭，其中：熔炼温度1400℃～1700℃，熔炼时间1～3分钟；浇注温度

1300～1500℃，模壳温度保持在800～1000℃；浇注后在空气中自然冷却。

6.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的真空气雾化制粉工艺中：熔炼温度1300℃～1500℃，保温时间3min～-1 -2

20min，喷粉压力0.2～2.0MPa，真空度1.0×10 ～1.0×10 Pa。

7.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的球磨工艺中：混粉温度为室温，混粉时间为30min～240min。

8.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的冷压工艺中：压力为0.5～5t，保压时间为1min～30min，温度25～40℃。

9.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的热压烧结工艺中：烧结温度1240℃～1450℃，烧结时间30min～

240min，施加压力0.5～5t，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa，烧结后炉内自然冷却。

10.根据权利要求4所述的耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中的热处理工艺为：热处理温度600℃～1000℃，烧结时间30min～

1000min，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa，处理后炉内自然冷却。

说明书

一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高温耐磨合金领域，具体为一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料及其制备方法，主要适用于航空航天发动机上的耐磨转动轴及其它高温腐蚀环境下的耐磨部件，可以满足发动机长寿命的要求。

背景技术

[0002] 随着我国先进航空、航天发动机，燃气轮机的发展，发动机中的耐磨部件迫切地需要具有高耐磨性、高热稳定性、以及高耐腐蚀性的新材料。因此，钴基高温合金以其优异的热强性能、耐蚀性能以及耐磨性能，越来越广泛地应用在一些工况恶劣的环境中，如航空航天工业、石油天然气工业、核工业等高温、腐蚀、磨损的条件下。

[0003] 自20世纪30年代，美国已开始致力于钴基合金的研究，现今以司太立合金(Stellite)为代表的钴基耐磨合金已经发展成熟。Stellite合金又称为CoCrW合金，是一种综合性能优良，耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的合金。Stellite合金以钴作为主要成分，含有镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧、铁等合金元素，该合金是由γ-Co基体和分布于基体中的少量碳化物组成。碳化物主要有MC﹑M23C6和M6C型碳化物等，其中M6C和M23C6在缓慢冷却时析出或转变，细小的M23C6型碳化物能与基体γ形成共晶体。但是，随着先进航空技术对耐磨材料的要求越来越高，传统的钴基耐磨合金已经无法满足需要，必须在合金中加入更多的碳化物增强相来提高合金的耐磨性能。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料及其制备方法，通过将WC粉末与一种具有优良耐磨性的Co基合金粉末混合，制备成碳化物增强钴基复合材料，该复合材料中的碳化物增强相分为两种，一种为内生碳化物，尺寸为1-3μm，一种为外加碳化物，尺寸为3-20μm，这两种碳化物不仅提高了合金的硬度，而且可以钉扎位错，改善合金的摩擦磨损性能。

[0005] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

[0006] 一种耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料，该复合材料是将钴基合金和WC粉末混合后，采用粉末冶金方法制备而成；

[0007] 该复合材料由碳化物增强相和钴基合金基体组成，其中：所述的碳化物增强相是由外加碳化物增强相和内生碳化物增强相组成，外加碳化物增强相在复合材料中所占重量百分比为1％～40％，内生碳化物增强相在复合材料中所占重量百分比为1％～5％；按重量百分比计，钴基合金基体的化学成分如下：

[0008] Cr 18～34％；W 9～28％；V 0～6％；Ni 0～10％；Fe 0～10％；C 0.2～2％；其余为Co。

[0009] 所述碳化物增强相包括M23C6型和M6C型碳化物，均匀分布于钴基合金基体中，M23C6型碳化物为内生增强相，M6C型碳化物增强相分为外加和内生两种，其中：所述外加M6C型碳化物增强相的尺寸为3-20μm，所述内生M6C型碳化物增强相尺寸为1-3μm。

[0010] 所述外加M6C型碳化物增强相是由原料WC粉末在制备过程中转化而成，所述内生M6C型和M23C6型碳化物增强相是由原料钴基合金在粉末冶金过程中产生。

[0011] 所述耐磨转动轴用碳化物增强的钴基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

[0012] (1)利用真空熔炼方法制备Co基合金锭；

[0013] (2)将步骤(1)制备的Co基合金锭，利用真空气雾化制粉技术将Co基合金锭制备成预合金粉末，并筛选出小于300目的预合金粉末；

[0014] (3)将步骤(2)筛选出的预合金粉末与商用WC粉末(WC粉的粒度为400目)混合，经球磨获得混合粉末，混合粉末中WC粉末占1～40wt.％；

[0015] (4)将步骤(3)所得混合粉末，利用冷压的方法，在室温条件下将混合粉末压制成圆柱状坯料；

[0016] (5)将步骤(4)制备出的圆柱状坯料，放入真空热压烧结炉中进行固相烧结，制成Co基复合材料；

[0017] (6)将步骤(5)制备出的Co基复合材料进行热处理，使合金组织均匀化，最终获得所述碳化物增强钴基复合材料。

[0018] 步骤(1)中的合金熔炼工艺为：将估基合金原料按所述比例配料，熔炼后经浇注和冷却获得所需钴基合金锭，其中：熔炼温度1400℃～1700℃，熔炼时间1～3分钟；浇注温度1300～1500℃，模壳温度保持在800～1000℃；浇注后在空气中自然冷却。

[0019] 步骤(2)中的真空气雾化制粉工艺中：熔炼温度1300℃～1500℃，保温时间3min～20min，喷粉压力0.2～2.0MPa，真空度1.0×10-1～1.0×10-2Pa。

[0020] 步骤(3)中的球磨工艺中：混粉温度为室温，混粉时间为30min～240min。

[0021] 步骤(4)中的冷压工艺中：压力为0.5～5t，保压时间为1min～30min，温度25～40℃。

[0022] 步骤(5)中的热压烧结工艺中：烧结温度1240℃～1450℃，烧结时间30min～240min，施加压力0.5～5t，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa，烧结后炉内自然冷却。

[0023] 步骤(6)中的热处理工艺为：热处理温度600℃～1000℃，烧结时间30min～1000min，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa，处理后炉内自然冷却。

[0024] 本发明的设计思想及原理如下：

[0025] CoCrWC合金中含有较高的含量的Co和W，该合金由固溶强化的奥氏体Co基体和基体中分布少量碳化物组成，铸造CoCrWC合金主要依靠浇注过程中析出的碳化物强化。当合金中添加的W含量较低时，其中形成的W和C的化合物相较少，且尺寸较小，合金的耐磨性较差。当合金中添加的W含量高于10％时，虽然碳化物增强相增多，但是合金的脆性提高，浇注过程中易形成热裂纹，增加了合金的加工制造难度。

[0026] 本发明的合金中添加较高含量的Cr和9～28％的难熔金属元素W，通过改进成型工艺与碳化物的添加方式，制备出钴基耐磨复合材料，在保证合金优良成型性的基础上，显著提高了合金的耐磨性能。

[0027] 本发明的优点和有益效果：

[0028] 1、本发明的钴基复合材料具有钴基合金的抗氧化性，抗腐蚀性，又因为提高了传统钴基合金中的碳化物增强相的含量，使得材料的硬度(≥60HRC)与耐磨性能显著提高，可以满足航空发动机长寿命的要求；此外，该复合材料采用粉末冶金方法制备，可以实现复杂零件的净成形，解决了以往此类合金中存在的内裂纹及加工成型难的问题，提高了产品的生产效率与合格率，具有巨大的经济效益和广阔的应用前景。

[0029] 2、本发明选取了含高熔点元素W，Cr，Ni等的Co基合金为基体，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的性能；在基体中加入适量的WC颗粒，通过WC的高温相变，形成M6C型碳化物增强相，保持合金的高硬度和良好的耐磨性能。

附图说明

[0030] 图1为本发明钴基复合材料的预合金粉形貌。

[0031] 图2为本发明的钴基复合材料圆柱坯。

[0032] 图3为对比例1中钴基复合材料微观组织。

[0033] 图4为对比例1中钴基复合材料经过热处理后的微观组织。

[0034] 图5为对比例1中钴基复合材料的DTA分析曲线。

[0035] 图6为实施例1中钴基复合材料微观组织和X射线衍射分析结果；其中：(a)微观组织；(b)X射线衍射分析。

[0036] 图7为实施例1中钴基复合材料经过热处理后的微观组织。

[0037] 图8为实施例1中钴基复合材料的DTA分析曲线。

[0038] 图9为实施例2中钴基复合材料微观组织。

[0039] 图10为实施例2中钴基复合材料经过热处理后的微观组织。

[0040] 图11为实施例3中钴基复合材料微观组织。

[0041] 图12为实施例3中钴基复合材料经过热处理后的微观组织。

[0042] 图13为实施例4中钴基复合材料微观组织。

[0043] 图14为实施例4中钴基复合材料经过热处理后的微观组织。

具体实施方式

[0044] 本发明碳化物增强钴基复合材料由钴基预合金粉和WC粉末组成；所述钴基合金粉末化学成分如表1所示，所述WC为商用的WC粉；所述钴基复合材料中，WC粉所占比例为1～40wt.％。

[0045] 表1钴基合金基体化学成分(wt.％)

[0046]

[0047]

[0048] 所述复合材料用钴基预合金粉为球形，颗粒度不大于300目，以下各实施例按如下步骤进行：

[0049] 步骤1：熔炼钴基预合金锭，然后采用雾化喷粉法将两种合金锭分别制成合金粉；雾化喷粉法工艺参数为：温度1430～1500℃，保温时间10～20min，喷粉压力0.5～2MPa。

[0050] 步骤2：将步骤1制备的预合金粉筛出小于300目的合金粉。

[0051] 步骤3：将步骤2筛出的钴基预合金粉和WC粉混合(WC粉占1～40％的重量比例)，利用三维混粉机在室温下机械混粉30～240min，制成复合粉末。

[0052] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力0.5～5t，保压时间为1min～30min，温度25～40℃；

[0053] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1240℃～1450℃，烧结时间30min～240min，施加压力0.5～5t，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；；

[0054] 步骤6：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理温度600℃～1000℃，烧结时间30min～1000min，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4
Pa；

[0055] 步骤7：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度。

[0056] 步骤8：将步骤6制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试材料性能。

[0057] 对比例1：

[0058] 本实施例中，碳化物增强钴基复合材料的制备过程如下：

[0059] 步骤1：使用真空感应炉熔炼钴基合金的预合金锭，原料纯度不低于98wt％，配料按下表2：

[0060] 表2钴基合金预合金制备配料表(wt.％)

[0061]元素 Cr Ni W V Fe C Co
含量 26 4 22 4 4 0.7 余量

[0062] 步骤2：采用雾化喷粉法将步骤1得到的合金锭制成预合金粉，如图1所示，并将制备的合金粉分别筛出-300目的合金粉。

[0063] 步骤3：将步骤2筛出的钴基合金粉与购买的-400目WC粉用球磨混粉的方法混合，其中：WC粉占1wt.％，制得钴基复合材料粉末。

[0064] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力2t，保压时间为10min，温度25℃；

[0065] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1250℃，烧结时间240min，施加压力1t，炉内冷却，真空度在1.0×10-2-3～1.0×10 Pa范围之内变化；如图2所示；

[0066] 步骤6：对步骤5得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图3所示。

[0067] 步骤7：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理温度950℃，热处理时间240min，炉内冷却；

[0068] 步骤8：对步骤7得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图4所示；

[0069] 步骤9：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度，如图5所示。

[0070] 步骤10：将步骤7制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试该复合材料的室温硬度，结果显示：该材料的硬度为56±3HRC。

[0071] 该对比例中的WC粉末因含量仅为1％，对材料硬度和耐磨性增加不显著。

[0072] 实施例1：

[0073] 本实施例中，碳化物增强钴基复合材料的制备过程如下：

[0074] 步骤1：使用真空感应炉熔炼钴基合金的预合金锭，原料纯度不低于98wt％，配料按下表3：

[0075] 表3钴基合金预合金制备配料表(wt.％)

[0076]元素 Cr Ni W V Fe C Co
含量 29 4 24 4 4 0.6 余量

[0077] 步骤2：采用雾化喷粉法将步骤1得到的合金锭制成预合金粉，并将制备的合金粉分别筛出-300目的合金粉；

[0078] 步骤3：将步骤2筛出的钴基合金粉与购买的-400目WC粉用球磨混粉的方法混合，其中：WC粉占5wt.％，制得钴基复合材料粉末；

[0079] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力1t，保压时间为10min，温度25℃；

[0080] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1270℃，烧结时间30min，施加压力1t，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0081] 步骤6：对步骤5得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织和X射线电子衍射结果如图6所示。结合成分分析和X射线衍射分析，该复合材料中的基体为双相结构，深灰色为立方结构的γ-Co相，浅灰色的相为密排六方结构的α-Co，材料中增强相主要有三种，白色的块状相为M6C型碳化物，尺寸大于3μm的M6C型碳化物为外加的WC颗粒在高温下转变，反应式如下：

[0082] Cr+Ni+6WC→(W,Cr,Co,Ni)6C

[0083] 该复合材料中尺寸小于3μm的M6C型碳化物为内生碳化物，即由预合金中的W，Co，Ni，Cr等元素和C发生反应，形成的M6C型碳化物。材料中的灰色颗粒状相为M23C6型碳化物，该碳化物是由Cr，Co，W，Ni等元素和C反应形成的，反应式如下。

[0084] Cr+Co+W+Ni+6C→(Cr,Co,W,Ni)23C6

[0085] 材料中少了的黑色颗粒状相为一种富V的氧化物，也具有抗磨损的作用。

[0086] 步骤7：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理温度900℃，热处理时间300min，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0087] 步骤8：对步骤7得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图7所示。图7中，增强相包括外加碳化物增强相和内生碳化物增强相；外加碳化物增强相是由原料WC粉末转化而成，内生碳化物增强相是由原料钴基合金在制备过程中产生。图中白色块状物为外加M6C型碳化物增强相，尺寸为3-20μm，白色和灰色颗粒状相为内生的M6C型和M23C6型碳化物增强相，尺寸为1-3μm。内生碳化物增强相在复合材料中所占重量百分比为2％。

[0088] 步骤9：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度，如图8所示。

[0089] 步骤10：将步骤7制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试该复合材料的室温硬度，结果显示：该材料的硬度为60±3HRC。

[0090] 对合金的摩擦磨损性能进行测试，发现该合金具有优良的耐磨性能，合金的磨损机制均为二体磨损，合金主要以微切削的方式进行磨削，故合金的耐磨性能主要取决于合金的硬度，即合金硬度越高，耐磨性能越好。

[0091] 实施例2：

[0092] 本实施例中，碳化物增强钴基复合材料的制备过程如下：

[0093] 步骤1：使用真空感应炉熔炼钴基合金的预合金锭，原料纯度不低于98wt％，配料按下表4：

[0094] 表4钴基合金预合金制备配料表(wt.％)

[0095]元素 Cr Ni W V Fe C Co
含量 31 3 21 3 4.5 0.7 余量

[0096] 步骤2：采用雾化喷粉法将步骤1得到的合金锭制成预合金粉，并将制备的合金粉分别筛出-300目的合金粉。

[0097] 步骤3：将步骤2筛出的钴基合金粉与购买的-400目WC粉用球磨混粉的方法混合，其中：WC粉占10wt.％，制得钴基复合材料粉末。

[0098] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力1t，保压时间为20min，温度30℃；

[0099] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1260℃，烧结时间240min，施加压力0.5t，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0100] 步骤6：对步骤5得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图9所示。

[0101] 步骤7：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理温度850℃，热处理时间360min，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0102] 步骤8：对步骤7得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图10所示。

[0103] 步骤9：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度。

[0104] 步骤10：将步骤7制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试该复合材料的室温硬度，结果显示：该材料的硬度为62±3HRC。

[0105] 实施例3：

[0106] 本实施例中，碳化物增强钴基复合材料的制备过程如下：

[0107] 步骤1：使用真空感应炉熔炼钴基合金的预合金锭，原料纯度不低于98wt％，配料按下表5：

[0108] 表5钴基合金预合金制备配料表(wt.％)

[0109]元素 Cr Ni W V Fe C Co
含量 32 4 19.5 2 4 0.66 余量

[0110] 步骤2：采用雾化喷粉法将步骤1得到的合金锭制成预合金粉，并将制备的合金粉分别筛出-300目的合金粉。

[0111] 步骤3：将步骤2筛出的钴基合金粉与购买的-400目WC粉用球磨混粉的方法混合，其中：WC粉占20wt.％，制得钴基复合材料粉末。

[0112] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力1.5t，保压时间为3min，温度28℃；

[0113] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1300℃，烧结时间240min，施加压力2t，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0114] 步骤6：对步骤5得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图11所示。

[0115] 步骤7：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理温度700℃，热处理时间30min，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0116] 步骤8：对步骤7得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图12所示。

[0117] 步骤9：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度。

[0118] 步骤10：将步骤7制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试该复合材料的室温硬度，结果显示：该材料的硬度为62±3HRC。

[0119] 实施例4：

[0120] 本实施例中，碳化物增强钴基复合材料的制备过程如下：

[0121] 步骤1：使用真空感应炉熔炼钴基合金的预合金锭，原料纯度不低于98wt％，配料按下表6：

[0122] 表6钴基合金预合金制备配料表(wt.％)

[0123]元素 Cr Ni W V Fe C Co
含量 31 5 19 3 4 0.5 余量

[0124] 步骤2：采用雾化喷粉法将步骤1得到的合金锭制成预合金粉，并将制备的合金粉分别筛出-300目的合金粉。

[0125] 步骤3：将步骤2筛出的钴基合金粉与购买的-400目WC粉用球磨混粉的方法混合，其中：WC粉占30wt.％，制得钴基复合材料粉末。

[0126] 步骤4：将步骤3制备的复合粉末放入预先加工好的模具中，利用压力机将粉末压制成柱状坯体，压制工艺为：压力0.5～5t，保压时间为1min～30min，温度25～40℃；

[0127] 步骤5：将步骤4中的冷压成型的柱状坯体，放入真空热压烧结炉中进行烧结，热压烧结工艺为：烧结温度1350℃，烧结时间240min，施加压力1t，炉内冷却，真空度1.0×10-2～1.0×10-4Pa；

[0128] 步骤6：对步骤5得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图13所示。

[0129] 步骤7：将步骤5中的复合材料再放入真空热处理炉中进行热处理，工艺为：热处理-2 -4温度700℃，热处理时间240min，炉内冷却，真空度1.0×10 ～1.0×10 Pa；

[0130] 步骤8：对步骤7得到的柱状坯件进行解剖分析，显微组织如图14所示。

[0131] 步骤9：用差热分析试验机(DTA)测试复合材料的相变和溶解温度。

[0132] 步骤10：将步骤7制备的钴基复合材料制备成硬度测试样品，测试该复合材料的室温硬度，结果显示：该材料的硬度为60±3HRC。

[0133] 上述实施例中，实施例1为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。