[发明专利]一种自扩散梯度功能复合刀具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自扩散梯度功能复合刀具材料，其特征是，由表及里具有三层显微结构：表层，亚表层和基体，其中表层为富含TiB₂、TiC和Al₂O₃的硬质耐磨相，亚表层为富含Ni相和(Ti,Mo)(C₅N₅）固溶体的韧化复合相，基体为富含Ti(C₅N₅)和WC的强化相。

2.根据权利要求1所述的一种自扩散梯度功能复合刀具材料，其特征是，所述的表层厚度为150～200um，亚表层厚度为50～80um。

3.权利要求1所述的自扩散梯度功能复合刀具材料的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

（1）将超细Ti(C₅N₅)粉、超细WC粉、纳米Ni粉和纳米Mo粉装入球磨桶中，放在球磨机上球磨10-50小时后干燥并用200筛过筛，制得基体复合粉体，备用；

（2）将TiB₂-TiC共晶粉、Al₂O₃粉、超细VC粉和纳米Ni粉装入球磨桶中，放在球磨机上球磨30-50小时后干燥并用200目筛过筛，制得表层复合粉体，备用；

（3）首先称取少许表层复合粉体置于石墨模具中压实，然后再称取基体复合粉体置于压实的表层复合坯体之上再压实，最后称取少许表层复合粉体置于压实的基体复合坯体之上再压实；三层的质量比为1:15-25:1。

（4）将装有压实坯体的石墨容器封闭，并放入真空高温烧结炉内直接加热并缓慢加压，在40-60分钟内温度升至1550℃，压力升至30MPa，在1550℃温度和30MPa压力下保温保压30±10分钟后，停止加热自然冷却。

4.根据权利要求3所述的自扩散梯度功能复合刀具材料的制备方法，其特征是，步骤（1）所述的原料质量百分比组成为超细Ti(C₅N₅)粉70～88wt%，超细WC粉0～15%，纳米Ni粉9～12wt%，纳米Mo粉2～4wt%。

5.根据权利要求3所述的自扩散梯度功能复合刀具材料的制备方法，其特征是，超细Ti(C₅N₅)粉粒度为0.5～0.8um，超细WC粉粒度为0.4～0.6um，超细VC粉粒度为0.4～0.6um。

6.根据权利要求3所述的自扩散梯度功能复合刀具材料的制备方法，其特征是，步骤（2）所述的原料质量百分比组成为TiB₂-TiC共晶粉70～75wt%，超细VC粉0.1～5.0wt%、Al₂O₃粉18.0～20.0wt%，纳米Ni粉6.0～8.0wt%。

7.根据权利要求3所述的自扩散梯度功能复合刀具材料的制备方法，其特征是，步骤（2）所述的TiB₂-TiC共晶粉中TiB₂与TiC质量比7:3。