[发明专利]一种金属陶瓷的烧结方法

说明书

本发明公开了一种金属陶瓷的烧结方法，包括以下步骤：按重量份将纳米TiC 35‑50份、纳米TiN 40‑55份、稀土钇0.5‑2份、稀土铒0.06‑0.5份、La₂O₃0.25‑1份、纳米ZrO₂ 2‑4份、碳纳米管0.4‑1份、SiC晶须0.5‑2份、亚微米Al₂O₃ 15‑25份、纳米B₄C 3‑6份、纳米MgO 0.8‑1.6份、纳米Ni 15‑25份、纳米Co 2‑5份、亚微米Mo₂C 4‑9份进行配料；将所有组分混合均匀后，球磨，干燥，得到混合料；将混合料装入石墨模具中，然后放入烧结炉中加压烧结。本发明抗弯强度、硬度和断裂韧性优异。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种金属陶瓷的烧结方法。

背景技术

金属陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、热化学稳定性强、熔点高等特点。用复合陶瓷材料制造的刀具在高温下仍能进行高速切削，与钢铁等金属的亲和力小，摩擦系数低，抗粘结和抗扩散能力强，切削时不易粘刀及产生积屑瘤，工件的加工表面质量好，这些特点使得金属陶瓷刀具特别适合于加工各种难加工材料。Al₂O₃/Ti（C，N）金属陶瓷是一种常用的陶瓷材料，多用于陶瓷刀具、磨盘的制造，目前对其进行的研究也较多。

在目前对于Al₂O₃/Ti（C，N）金属陶瓷的研究中，绝大多数采用了TiCN 固溶体的原料，虽然目前研究的Al₂O₃/Ti（C，N）金属陶瓷获得了较为不错的力学性能，但总是某些方面的力学性能较好，而不能使Al₂O₃/Ti（C，N）复合陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性达到综合最优，从而影响了其进一步应用。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明提出了一种金属陶瓷的烧结方法，本发明抗弯强度、硬度和断裂韧性优异。

本发明提出了一种金属陶瓷的烧结方法，包括以下步骤：

S1、按重量份配料，其组成为：纳米TiC 35-50份、纳米TiN 40-55份、稀土钇0.5-2份、稀土铒0.06-0.5份、La₂O₃ 0.25-1份、纳米ZrO₂ 2-4份、碳纳米管0.4-1份、SiC晶须0.5-2份、亚微米Al₂O₃ 15-25份、纳米B₄C 3-6份、纳米MgO 0.8-1.6份、纳米Ni 15-25份、纳米Co2-5份、亚微米Mo₂C 4-9份；

S2、将S1中组分混合均匀后，球磨，干燥，得到混合料；

S3、将混合料装入石墨模具中，然后放入烧结炉中加压烧结，控制过程为：温度在1100℃以下时，升温速度为50-70℃/min，压力控制在5-10MPa；温度在1100-1500℃之间时，升温速度为30-40℃/min，压力控制在10-25MPa；温度在1500-1700℃之间时，升温速度为15-25℃/min，压力控制在25-32MPa；当温度达到1700℃后停止升温，冷却。

优选地，S1中，纳米TiC、纳米TiN、亚微米Al₂O₃的重量份之比为40-45：45-50：17-22。

优选地，S1中，纳米TiC、纳米TiN、纳米ZrO₂、碳纳米管、纳米B₄C、纳米MgO、纳米Ni、纳米Co的粒径都在1-100nm之间。

优选地，S2中，球磨介质为高纯Al₂O₃磨球和无水乙醇。