[发明专利]采用亚微米级TaC和Cr3C2增强的Ti(C;N)基金属陶瓷材料和制备方法

说明书

本发明提供一种采用亚微米级TaC和Cr₃C₂增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料和制备方法。由原料经球磨混料、干燥、过筛造料、模压成形、真空烧结制备而成，所述原料中各成分的重量份为：TiC 30‑50份，TiCN 10‑20份，WC 2‑10份，MoC 5‑15份，Co 10‑15份，Ni 10‑15份；TaC 2‑5份，Cr₃C₂ 2‑5份；其中TiCN、TaC、Cr₃C₂均使用亚微米级颗粒。利用本发明，使主材料TiCN颗粒保持亚微米级，从而改善Ti(C,N)基金属陶瓷材料的韧性和抗弯强度，同时采用上述程序性升温进行烧结，可有效改善金属陶瓷材料晶度不均匀，存在孔隙等内部缺陷问题，更能提高材料韧性和抗弯强度。

技术领域

本发明涉及Ti(C,N)基金属陶瓷材料技术领域，尤其涉及采用亚微米级 TaC和Cr₃C₂增强的Ti(C,N)基金属陶瓷材料和制备方法。

背景技术

由于金属钨(W)是紧缺的战略资源，急需研究和开发少钨或无钨的切削刀具材料。自二十世纪七十年代出现以来，一种钨含量少且综合性能优异的 Ti(C，N)基金属陶瓷材料在切削刀具、耐磨零件和矿用工具等众多领域得到广泛的应用。Ti(C，N)基金属陶瓷材料具有极高的硬度和耐磨性，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。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，与目前常用的WC-Co硬质合金刀具相比，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，现有配方和工艺技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明为解决现有技术中金属陶瓷材料抗弯强度不足，断裂韧性不足，硬度不够优异的问题，提供一种采用亚微米级TaC和Cr₃C₂增强的Ti(C,N)基金属陶瓷材料和制备方法。

一种采用亚微米级TaC和Cr₃C₂增强的Ti(C,N)基金属陶瓷材料，，按重量份算，包括以下组分：

进一步地，所述TiCN、TaC、Cr₃C₂均为亚微米级颗粒。

一种采用亚微米级TaC和Cr₃C₂增强的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备方法，步骤如下：

(1)球磨：按比例称取各个组分，混合后倒入到搅拌球磨机中，加入研磨剂进行搅拌研磨；

(2)干燥：将球磨后的料桨倒出，转移到双筒振动烘箱内进行干燥，干燥完成后冷却至温室；

(3)造粒：将干燥冷却后的混合料通过80目筛网过筛，然后加入成型剂，搅拌均匀，制得粒料；

(4)压制：将粒料加入到模具中，压制成型；

(5)烧结：压制成型后，放入真空烧结炉中进行程序性升温烧结，烧结完成后制得金属陶瓷材料。

优选地，所述步骤(1)中的研磨剂为无水乙醇，添加量为200～300mL/Kg。

优选地，磨球为硬质合金球，磨球速度为175r/min，研磨时间为72～96 小时。

优选地，所述干燥温度为80-100℃，干燥时间为10～12小时。

优选地，所述成型剂为石蜡，添加量为90-100mL/Kg。