[发明专利]一种快速制备高热硬性和高强的Ti(Cx

权利要求书

1.一种快速制备高热硬性和高强的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷刀具的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）按原子百分比Al：Co：Cr：Fe：Ni=1：1：1：1：1的比例称取各原料粉末；将称取的各原料粉末放入多功能电磁搅拌熔炼炉中制得AlCoCrFeNi高熵合金棒材；多功能电磁搅拌熔炼炉以5-10mA/s缓慢增加速流至60KW，温度调节器在1450℃，达到温度后保持7.5-10min，之后调节熔炼速率调节器以20KW/min的速率降低熔炼炉功率为零；多功能熔炼炉中具有电磁线圈及电磁搅拌器，所述电磁线圈在熔融AlCoCrFeNi高熵合金原料粉时起到搅拌、净化熔体和分离杂质的作用，所述电磁搅拌器通入80-120A工频电流对熔体进行电磁搅拌，搅拌时间为5-7.5min；

2）将步骤1）制得的AlCoCrFeNi高熵合金棒材用电极感应熔化气体雾化法制得AlCoCrFeNi高熵合金粉末；

3）称取以下重量百分比的各原料：Ti 55-63wt%，BN 8-15wt%，C 4-10wt%，W 5-10wt%，AlCoCrFeNi高熵合金粉末占10-16wt%，将上述各原料置于JHT双运动混合机中混合，混料结束后进行超声振筛，制得Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷混合料；

4）将步骤3）制得的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷混合料倒入石墨模具中初步成型预压，然后将石墨模具置于放电等离子烧结炉中，炉温升至1120-1250℃，保温5-10min，制得粗糙刀具样品；炉温升至1120-1250℃的具体包括以下步骤：

室温-800℃为80℃/min，额定功率为60%，保温2min，压力为10MPa；

800-1000℃为90℃/min，额定功率为75%，保温1min，压力为25MPa；

1000-1250℃为100℃/min，额定功率为90%，保温5min，压力为（45-55）MPa；

5）将步骤4）烧结完成后的粗糙刀具样品进行批量双端面平面研磨，最终得到不锈钢切削用Ti(C_x,N_1-x)-TiB₂-WC-AlCoCrFeNi金属陶瓷刀具。

2.如权利要求1所述的一种快速制备高热硬性和高强的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷刀具的方法，其特征在于步骤2）中，电极感应熔化气体雾化法采用惰性气体作为雾化气体进行高熵合金棒块雾化，雾化熔炼温度保持在1500-1550℃，保温温度保持在1450-1500℃，精炼时间为5-10min，获得粉体粒度为20-110μm，纯度≥99.99%。

3.如权利要求1所述的一种快速制备高热硬性和高强的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷刀具的方法，其特征在于步骤3）中，JHT双运动混合机的混料桶转速为20-30r/min，内部螺带叶片转速为70-80r/min，混料采用原料干混，混料时间为600-660min，超声振筛时间为5-6min。

4.如权利要求1所述的一种快速制备高热硬性和高强的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷刀具的方法，其特征在于步骤4）中，石墨模具的样品预压成型采用H型压机，压力为10-15MPa；放电等离子烧结过程中压力为45-55MPa，烧结中的气氛为惰性气体，包括N₂和Ar气体。

5.如权利要求1所述的一种快速制备高热硬性和高强的Ti(C_x,N_1-x)基金属陶瓷刀具的方法，其特征在于步骤5）中，双端面平面研磨后的刀具表面平行度达到0.002mm，表面粗糙度最高达Ra0.4μm，工件尺寸偏差为±0.002mm。