[发明专利]一种高强度TiC0．7N0．3-HfN材料及制备方法

说明书

本发明涉及高强度陶瓷刀具领域，具体为一种高强度TiC_0.7N_0.3‑HfN材料及制备方法，解决了现有TiCN基陶瓷材料复合时存在力学性能降低、工艺复杂且不利于产业化的问题。一种高强度TiC_0.7N_0.3‑HfN材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiC_0.7N_0.3 59%‑77%，HfN 12%‑30%，Ni 2%‑8%，Mo 3%‑9%。本发明采用多元复合的方法，大大提高了材料的综合力学性能，硬度介于20GPa‑25GPa，抗弯曲强度介于1590MPa‑1790MPa，断裂韧度介于8.0 MPa·m^1/2‑10.0MPa·m^1/2，而且利用真空热压烧结法，工艺简化，成本低，利于产业化生产，适合于切削加工难加工材料。

技术领域

本发明涉及高强度陶瓷刀具领域，具体为一种高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料及其制备方法。

背景技术

多元复合的方法可以提高TiCN（碳氮化钛）基金属陶瓷材料的烧结性能，降低其的烧结温度，使其在较低的温度下可以达到致密化，并且适当的材料组分、晶粒生长抑制剂和烧结工艺可以使晶粒细化，进而提高材料的力学性能。TiCN基金属陶瓷具有高硬度（一般可达91～93.5HRA）、化学稳定性好、高的抗氧化能力、较高的耐热性，具有接近非金属陶瓷的硬度和耐热性，且其抗弯强度比非金属陶瓷高，而被用来制作高速精加工、半精加工、粗加工和间断切削用的刀具材料。

目前通过向基体TiCN中加入添加相，采用多元复合的方法来提高材料的综合性能，虽然大多数提高了材料的抗弯强度及断裂韧度，但材料的抗弯强度并没有大幅度的提高，制约着其复合材料的广泛应用。

TiCN基金属陶瓷一般采用真空烧结工艺制备，在保证材料实现致密化的条件下尽量减少烧结时间，以制备出晶粒细小、性能优异的材料。另外传统制备工艺存在制备设备与工艺复杂，成本高，不利于产业化等不足之处。

发明内容

本发明为了解决现有TiCN基陶瓷材料复合时存在力学性能降低、工艺复杂且不利于产业化的问题，提供了一种热压烧结高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料及制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiC_0.7N_0.3 59%-77%，HfN 12%-30%，Ni 2%-8%，Mo 3%-9%。

制得的高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料的纯度高，TiC_0.7N_0.3与HfN及金属相形成固溶体，提高了材料的综合力学性能，TiC_0.7N_0.3-HfN材料的硬度介于20GPa-25GPa，抗弯曲强度介于1590MPa-1790MPa，断裂韧度介于8.0 MPa·m^1/2-10.0MPa·m^1/2，克服了现有TiCN基陶瓷材料复合时存在力学性能降低的问题。

一种高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料的制备方法，采用如下步骤：a、将各原料的混合粉末装入卧式罐磨球磨机中，用硬质合金球球磨后过筛；b、将过筛后的原料装入上下封闭的石墨容器，再放入高温烧结炉内；c、在升温速率10℃/min、压力30MPa、烧结温度1435℃-1630℃的条件下保温10min-55min，得到高强度TiC_0.7N_0.3-HfN材料。