[发明专利]Ti（C;N）基金属陶瓷氮平衡控制方法

说明书

本发明公开了Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，在1000℃～1500℃烧结阶段采取多段分压烧结工艺，根据材料成分的差异，调整分压烧结最高温度点，通入氩气，氩气的压力与烧结体的氮的分解相平衡，从而控制氮损失。通过烧结工艺来控制金属陶瓷制备过程中的氮平衡，制备性能优异的金属陶瓷材料，其主要是对在烧结温度1000℃以上的分压工艺的确定。根据氮元素在金属陶瓷制备过程中发生反应特征，通过烧结工艺的有效控制，达到产品质量的稳定性和最优化的材料性能。

技术领域

本发明涉及Ti(C，N)基金属陶瓷材料在制备过程中的氮平衡的控制方法，属于金属陶瓷技术领域。

背景技术

Ti(C，N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一种具有高硬度、高强度、优良的耐高温和耐磨性能、良好的韧性以及密度小、热导率高的新型金属陶瓷材料。可制成各种金属陶瓷刀片，用于切削各类钢材及“以车铣代磨”等精加工领域，除适于切钢外，也可用于加工铸件，还可用于制作各类发动机的耐高温零部件，因此具有良好的市场前景和应用领域。

目前国内外学者在金属陶瓷成份优化等方面进行了大量的研究工作，但从材料本身特征研究其制备工艺的合理性方面研究甚少。在Ti(C，N)基金属陶瓷烧结过程中，氮含量能影响材料环形相的形成与厚薄及细化碳氮化物的晶粒，并会影响其它元素在硬质相、粘结相和环形相中的分布。随氮含量的增加，环形相的厚度变小，并使晶粒细化。如果烧结过程中，烧结工艺不合理导致材料中氮分解低于极限值，大量的Ti将会溶于金属粘接相中，最终会导致金属间化合物Ni3Ti出现，使金属陶瓷的脆性大大增加，因此，有效控制制备过程中的氮平衡对提高材料性能至关重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，特点是：在1000℃～1500℃烧结阶段采取多段分压烧结工艺，调整分压烧结最高温度点，通入氩气，氩气的压力与烧结体的氮的分解相平衡，从而控制氮损失。

进一步地，上述的Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，压坯烧结，升温至1000℃～1200℃，升温至1200℃～1400℃充入氩气，其余时段真空烧结。

进一步地，上述的Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，升温至1200℃～1400℃充入1000Pa氩气。

进一步地，上述的Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，压坯烧结，升温至1000℃～1220℃，1220℃保温，升温至1220℃～1400℃充入氩气，其余时段真空烧结。

进一步地，上述的Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，1220℃保温60min，升温至1220℃～1400℃充入1000Pa氩气。

进一步地，上述的Ti(C,N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，压坯烧结，升温至1000℃～1220℃，1220℃保温，升温至1220℃～1450℃，1450℃保温充入氩气，其余时段真空烧结。

进一步地，上述的Ti(C，N)基金属陶瓷氮平衡控制方法，其中，1220℃保温60min，升温至1220℃～1450℃，1450℃保温30min充入1000Pa氩气。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

本发明通过烧结工艺来控制金属陶瓷制备过程中的氮平衡，从而达到生产最优性能的金属陶瓷材料，其主要是对在烧结温度1000℃以上的分压工艺的确定。根据氮元素在金属陶瓷制备过程中发生反应特征，通过烧结工艺的有效控制，从而达到产品质量的稳定性和最优化的材料性能。