[发明专利]一种Ti(C,N)基金属陶瓷工具及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti(C,N)基金属陶瓷工具，其特征在于，至少一个表面为单功能梯度层结构，同时至少一个表面为双功能梯度层结构；

所述金属陶瓷工具的原料以质量百分比计，包括：

其余为WC；

元素N和元素C的质量比为0.6～0.8，元素Nb和元素Ta的质量比为0.5～1，元素Co和元素Ni的质量比为1～2。

2.根据权利要求1所述的金属陶瓷工具，其特征在于，所述Ti(C,N)的平均粒度为1.5～2.0μm，TiN的平均粒度为0.5～1.0μm，NbC、TaC及Mo₂C的平均粒度为1.0～1.5μm，Co和Ni的平均粒度为0.5～1.0μm，VC和Cr₃C₂的平均粒度为0.5～1.0μm，WC的平均粒度为2.0～4.0μm。

3.根据权利要求1所述的金属陶瓷工具，其特征在于，所述单功能梯度层结构以高氮含量立方相金属碳氮化物固溶体为主，其含量高于金属陶瓷中的该类物质的名义含量；所述双功能梯度层结构的表层以非立方相的Co、Ni、WC为主，其中Co和Ni的含量之和高于金属陶瓷中的该类物质的名义含量；内层以高氮含量的立方相金属碳氮化物固溶体为主，其含量高于金属陶瓷中的该类物质的名义含量。

4.根据权利要求3所述的金属陶瓷工具，其特征在于，所述单功能梯度层结构的厚度为35～50μm，高氮含量立方相金属碳氮化物固溶体的质量含量为名义含量的150～200％，Co和Ni的质量含量之和为名义含量的80～100％；所述双功能梯度层结构中，表层的厚度为50～100μm，Co和Ni的质量含量之和为名义含量的110～150％；内层的厚度为35～50μm，高氮含量立方相金属碳氮化物固溶体的质量含量为名义含量的150～200％。

5.一种权利要求1～4任一项所述的金属陶瓷工具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照质量百分比称取各原料，混合后进行湿磨，之后干燥，压制成坯体；

(2)将步骤(1)所得坯体烧结，得到金属陶瓷块；

(3)按照工具的使用要求，对步骤(2)所得的金属陶瓷块中需要制备为单功能梯度层结构的表面进行处理；

(4)对步骤(3)处理得到的金属陶瓷块清洗后，进行热处理，得到所述金属陶瓷工具。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烧结为液相烧结，在低于100Pa的真空环境下进行，烧结温度为1480～1510℃，烧结时间为1～2h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述经处理后的表面的粗糙度Ra≤1.25；所述处理的方式包括机械磨削、磁流体磨削、喷砂或电化学腐蚀。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述热处理在氮气气氛下进行，温度为1000～1200℃，压力为6～9.8MPa，时间为2～4h。