[发明专利]一种TiC金属陶瓷刀具材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷领域，具体涉及一种TiC金属陶瓷刀具材料及其制备方法。

背景技术

为了改善TiC金属陶瓷刀具材料的切削性能，人们常加入WC、TaC、Mo₂C来改善金属陶瓷刀具材料的高温红硬性，以扩大金属陶瓷刀具的应用范围。一般情况下都是以WC、TaC、Mo₂C的纯净物形式添加。研究发现添加WC、TaC，适当降低TiC的含量可以扩大TiC基金陶瓷切削工具的应用范围；而添加Mo能改善粘结相与TiC的润湿性能。科学工作者经过大量的试验发现添加WC、TaC以固溶体形式（W，Ti，Ta）C的形式加入效果更好，但是效果提升有限。Mo的添加一般都不预制成TiC-Mo₂C固溶体而是直接加入Mo₂C来制备混合料，难以达到预期的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种力学性能优异的TiC金属陶瓷刀具材料，提高用该金属陶瓷刀具材料制备的刀具的切削性能，并提供该TiC金属陶瓷刀具材料的制备方法。

本发明的技术方案为：一种TiC金属陶瓷刀具材料，所述金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6~10wt.%，Ni含量为6~10wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为80~88wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W_0.09-0.11Ti_0.80-0.88Ta_0.020-0.030Mo_0.030-0.040）C。采用这种固溶方式加入WC，TaC和Mo₂C可使生产出来的材料金相组织更加均匀，改善了硬质相的相结构，晶粒组织更加细小，材料的强度和硬度都有大幅提升。

进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W_0.09-0.11Ti_0.82-0.86Ta_0.023-0.027Mo_0.033-0.037）C。

进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W_0.1Ti_0.84Ta_0.025Mo_0.035）C。

进一步地，所述金属陶瓷刀具材料中Co和Ni的平均粒径均为0.8~1.0μm。

进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的平均粒径为2~3μm。

本发明中，上述金属陶刀具材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照配方分别称取Co、Ni、碳化钨钛钽钼固溶体粉末，混合；

（2）向步骤（1）中混合物中加入湿磨介质，球磨68~74h，以将原料均匀混合，其中，球料比为3~6:1；

（3）再掺入占步骤（2）中获得的混合原料总量2~6wt.%的成型剂，混合1~3h，干燥制粒后压成刀片毛坯，在1450~1475℃、4~6MPa条件下，低压烧结1~2h，获得金属陶刀具材料。

进一步地，步骤（2）中湿磨介质为己烷，湿磨介质的添加量为每公斤粉末原料添加350~450毫升。

进一步地，步骤（2）中球磨时间为72h，球料比为4:1。

进一步地，步骤（3）中成型剂为石蜡。

进一步地，步骤（3）中烧结温度为1470℃，烧结时间为1.5h。

本发明可以根据不同需要选用化学组成不同的（W，Ti，Ta，Mo）C五元固溶体，获得组份、性能不一的TiC金属陶瓷刀具材料，将本发明的TiC金属陶瓷刀具材料用于陶瓷刀具的制备可以大大提高刀具的质量稳定性、切削性能和使用寿命。

附图说明

图1是本发明中所用碳化钨钛钽钼固溶体粉末的XRD图谱。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施方式中，金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6wt.%，Ni含量为8wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为86wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W_0.1Ti_0.84Ta_0.025Mo_0.035）C。

该金属陶瓷刀具材料的制备方法如下：