[发明专利]Ti(C，N)基金属陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种Ti(C，N)基金属陶瓷及其制备方法和应用，属于金属陶瓷技术领域。该Ti(C，N)基金属陶瓷由以下质量百分比的原料制成：Ti(C_0.5，N_0.5)40‑55％、Ti(C_0.3，N_0.7)10‑25％、Ni10‑15％、Co10‑15％、Mo10‑20％、WC8‑12％、C0.5‑2％、TaC1‑5％、Y₂O₃、0.1‑01％。上述Ti(C，N)基金属陶瓷的原料中，考虑了C/N比，因此烧结过程的脱氮与脱碳现象平衡，不影响成品的致密度，不影响材料的性能，烧结过程也不用添加惰性气体，即可得到韧性好、硬度及强度高的金属陶瓷。具有生产简便、成本降低的优点，适用于工业推广。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷技术领域，特别是涉及一种Ti(C，N)基金属陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相两相共同构成的二种多相复合功能结构材科。它不仅具有陶瓷材料强度高、耐磨损、抗氧化和高温稳定性好的特点，还同时兼具金属材料塑性、韧性高的优点，是一种高性能耐高温，且具有良好高温化学稳定性的工程结构材料。Ti(C，N)基金属陶瓷的发展只有不到半个世纪，因其优良的耐高温和时磨性能、优异的韧性和较高的导热率而备受各国科研工作者的关注，且由于其制备原料来源极其丰富、工艺简单、制备成本低廉等优点，成为传统硬质合金刀具的理想替代产品。

但是与硬展合金刀具相比，Ti(C，N)基金属陶瓷材料的强韧性仍显不足，严重制约了其更大范围内的应用推广。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种Ti(C，N)基金属陶瓷，该Ti(C，N)基金属陶瓷具有较高性能，其具有韧性好、硬度及强度高的优点。

Ti(C，N)基金属陶瓷，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：

上述Ti(C，N)基金属陶瓷的原料中，即充分考虑了各原料之间的相互配合，又兼顾了C/N比，因此烧结过程的脱氮与脱碳现象平衡，不影响成品的致密度，不影响材料的性能，烧结过程也不用添加惰性气体，即可得到韧性好、硬度及强度高的金属陶瓷。

在其中一个实施例中，所述原料中，C元素与N元素的质量比为6-7:3-4。优选6:4。采用上述配比，可使得到的金属陶瓷具有更高的性能。

在其中一个实施例中，所述原料的平均粒径如下：

在其中一个实施例中，所述原料的纯度均不小于99.9％。

本发明还公开了上述的Ti(C，N)基金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

混料：称取各原料，混合均匀制得混合料；

压坯：将所述混合料置于模具中，压坯成型，得生坯；

脱胶：将所述生坯加热脱胶；

烧结：将脱胶后的生坯进行真空烧结，即得。

上述制备方法，原料配比中充分考虑了碳-氮比(C/N比)，因此烧结过程的脱氮与脱碳现象平衡，不影响成品的致密度，不影响材料的性能，且烧结过程不用充氩气等惰性气体，使得生产更加容易，具有生产简便、成本降低的优点。

在其中一个实施例中，所述混料步骤中，采用湿式混料，以有机溶剂作为分散介质，以硬质合金球作为球磨介质，混合、研磨原料，得料浆；随后将所述料浆干燥、过筛，得混合料。可以理解的，所述有机溶剂可根据需要选择，如无水乙醇等。

在其中一个实施例中，所述压坯过程中，先以60-80MPa压力干压成型，再以冷等静压机，在180-220MPa压力下，保压10-20分钟，得到成型生坯。