[发明专利]一种核壳结构增强TiB2

权利要求书

1.一种核-壳结构增强TiB₂-TiC基金属陶瓷，其特征在于所述TiB₂-TiC基金属陶瓷的质量百分比组分组成为：TiB₂：25～50%，TiC： 26～41 %，WC：4～14%，Co：9～11%，Ni：9～11%，其中：WC:TiC = 0.15～0.45；该核-壳结构增强TiB₂-TiC基金属陶瓷的具体制备步骤如下：

(1) 混合粉末的配制：将TiB₂、TiC、WC、Co、Ni粉末按上述质量百分比通过行星球磨或滚筒球磨混料，在70～80 ℃的真空干燥箱中干燥后，过80目筛进行筛分去团聚，得到TiB₂-TiC基金属陶瓷混合粉末；

(2) 还原：采用氢气还原炉，把步骤(1)的混合粉末在氢气氛围中，以3～10 ℃/min的速率升温至400～500 ℃并保温1～3 h，然后继续以3～10 ℃/min的速率升温至700～800℃并保温1～3 h，然后在氢气的保护下随炉冷却到室温；

(3) 压制成型：采用冷等静压成型将步骤(2)还原的混合粉末，在250～300MPa压力下保压60～120 s，压制成密度为3.51～4.12 g/cm³的生坯；

(4) 烧结：将步骤(3)生坯进行真空烧结，真空度为10^-3～10^-1 Pa，烧结温度为1430～1470 ℃，保温0.5～2 h，得到具有典型核壳结构的TiB₂-TiC基金属陶瓷复合材料，烧结后金属陶瓷的体积密度为5.21～5.75 g/cm³，抗弯强度为1042～1421MPa，断裂韧性为16.34～20.12MPa·m^1/2，硬度为14.68～17.32 GPa；

TiB₂-TiC基金属陶瓷所使用的原材料中，TiB₂的平均粒度为3.0～3.5 μm，TiC的平均粒度为1.0 ～1.4 μm，WC的平均粒度为0.4～0.8 μm，Co的平均粒度为1～3 μm，Ni的平均粒度为1～3 μm。

2.如权利要求1所述的一种核-壳结构增强TiB₂-TiC基金属陶瓷的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：

(1) 混合粉末的配制：将TiB₂、TiC、WC、Co、Ni粉末按上述质量百分比通过行星球磨或滚筒球磨混料，在70～80 ℃的真空干燥箱中干燥后，过80目筛进行筛分去团聚，得到TiB₂-TiC基金属陶瓷混合粉末；

(2) 还原：采用氢气还原炉，把步骤(1)的混合粉末在氢气氛围中，以3～10 ℃/min的速率升温至400～500 ℃并保温1～3 h，然后继续以3～10 ℃/min的速率升温至700～800℃并保温1～3 h，然后在氢气的保护下随炉冷却到室温；

(3) 压制成型：采用冷等静压成型将步骤(2)还原的混合粉末，在250～300MPa压力下保压60～120 s，压制成密度为3.51～4.12 g/cm³的生坯；

(4) 烧结：将步骤(3)生坯进行真空烧结，真空度为10^-3～10^-1 Pa，烧结温度为1430～1470 ℃，保温0.5～2 h，得到具有典型核壳结构的TiB₂-TiC基金属陶瓷复合材料，烧结后金属陶瓷的体积密度为5.21～5.75 g/cm³，抗弯强度为1042～1421MPa，断裂韧性为16.34～20.12MPa·m^1/2，硬度为14.68～17.32GPa。