[发明专利]亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及Ti(C,N)基金属陶瓷材料技术领域，更为具体地，涉及一种亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

由于金属钨(W)是紧缺的战略资源，急需研究和开发少W或无W的切削刀具材料。Ti(C,N)基金属陶瓷材料具有极高的度硬度和耐磨性，优良的化学稳定性、红硬性和抗蠕变能力，与金属间的摩擦系数低，是一种较理想的切削刀具材料。自二十世纪七十年代出现以来，Ti(C,N)基金属陶瓷材料在数控切削刀具市场获得了越来越广泛的应用。与WC-Co硬质合金刀具相比较，Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削的工件表面光洁度高，尺寸精度高，特别适合于难切削材料的精加工或半精加工。

但是，Ti(C,N)基金属陶瓷材料存在韧性差、抗弯强度低等方面的弱点，因此，制作刀具的材料需要提供一种新的Ti(C,N)基金属陶瓷材料。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料，以解决Ti(C,N)基金属陶瓷材料韧性差、抗弯强度低等方面的问题。

本发明提供一种亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料，包括Ti(C_0.7N_0.3)40-70％，TaC1-10％，WC5-20％，Co5-20％，Ni5-20％，Mo5-15％；其中，还包括亚微米级SiC颗粒1-10％。

此外，优选的方案是，亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料的密度为6.7-7.3g/cm³，抗弯强度为1200-2000MPa，显微硬度为1600-2200；断裂韧性13-18Mpa·m1/2。

本发明还提供一种亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备方法，包括：

按上述组分配料，并向混合后的配料中加入1-5wt％石蜡成形剂；

将加入石蜡成形剂的配料加入球磨机进行湿磨；

球磨到设定的时间后，将浆料放置在真空干燥箱内进行干燥；

将干燥后的粉末通过40目筛网过筛制粒；

将粒料压制成型后，放置在真空烧结炉中进行烧结，制得亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料。

此外，优选的方案是，在将加入石蜡成形剂的配料加入球磨机进行湿磨的过程中，球磨介质为无水乙醇，磨球为硬质合金球，球磨时间为30-50小时。

此外，优选的方案是，在将粒料压制成型的过程中，粒料在200-400MPa的压制压力下模压成型。

此外，优选的方案是，在粒料真空烧结炉进行烧结的过程中，将压制成型后的粒料加热至1400-1500℃，并烧结1-3小时制得亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料。

从上面的技术方案可知，本发明提供的亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料及其制备方法，在Ti(C,N)基金属陶瓷材料中加入亚微米级SiC颗粒，既可改善Ti(C,N)基金属陶瓷材料中硬质相和粘结相的界面特性，又可通过细晶强化作用提高金属陶瓷材料的断裂韧性和断裂强度；并且本发明提供的材料可以作为制备数控铣刀、车刀等刀具材料或者机械传动零部件耐磨材料或化工领域的耐蚀材料。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的亚微米级SiC颗粒增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料烧结结构的图片的4000倍放大率的背散射SEM图像。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。