[发明专利]用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷及其制备方法，用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷的组分及各组分质量百分比如下：8.0～20.0％的Co+Ni粉、10～15％的TaC粉和/或NbC粉，11～15％的Mo，余量为费氏粒度小于1.0μm的Ti(C，N)粉。本发明实现了高温硬度与韧性的良好匹配，提高了金属陶瓷的综合性能以及抗热冲击和抗热塑变形的能力。

技术领域

本发明涉及一种用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷及其制备方法。

背景技术

目前，合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。合金工具钢或具有很好的耐磨性，或具有优良高温强度、热稳定性及抗热疲劳性能，因此广泛用作刃具、冷、热变形模具和量具，也可用于制作柴油机燃料泵的活塞、阀门、阀座以及燃料阀喷嘴等。随着合金工具钢的应用越来越广泛，因此提高合金工具钢的切削加工效率也迫在眉睫。

金属陶瓷具有高耐热性能、高硬度与耐磨性能、良好的高温力学性能，与合金工具钢的化学亲和力小，不易产生化学粘结，并且具有极好的刃口锋利性，因此极为适用于高速切削合金钢，而且刀具寿命长，可以减少换刀次数，从而大大提高切削加工生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷，它实现了高温硬度与韧性的良好匹配，提高了金属陶瓷的综合性能以及抗热冲击和抗热塑变形的能力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷，它的组分及各组分质量百分比如下：8.0～20.0％的Co+Ni粉、10～15％的TaC粉和/或NbC粉，11～15％的Mo，余量为费氏粒度小于1.0μm的Ti(C，N)粉，总计100％。

进一步，Ti(C，N)粉中的C和N的摩尔比为1:1。

本发明还提供了一种用于高速铣削合金工具钢的金属陶瓷的制备方法，方法的步骤中含有：

配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和压力烧结；其中，湿磨过程中，球料质量比为(8.0～10.0)：1，液固比为400～500ml/Kg，球磨时间为78～90h；压力烧结过程中，烧结温度为1450～1460℃。

进一步，所述烧结为多气氛压力烧结。

采用了上述技术方案后，在配料时选用费氏粒度小于1.0μm的Ti(C，N)粉，通过材料微观结构超细化，即晶粒超细化，从而提高材料的强韧性，在Ti(C,N)基金属陶瓷材料中添加TaC、NbC等碳化物，并改善金属陶瓷两相界面的稳定性，从而提高材料的红硬性以及热冲击性能。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

配料时选用重量百分比为8.0％的Co+Ni粉，12％的Ta(Nb)C粉，13％的Mo，余量为费氏粒度小于1.0μm的超细Ti(C，N)粉，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为500ml/Kg，球料的质量比为10:1，球磨时间为90小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1460℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的金属陶瓷的标准产品，其硬质相平均晶粒度为1.0μm，抗弯强度为1200MPa，硬度Hv30 1810。

实施例二：