[发明专利]一种固溶强化金属陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种固溶强化金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述金属陶瓷包括(Ti,M)(C,N)陶瓷硬质相与金属粘接相，金属粘接相为Ni基固溶体，Ni基固溶体内含有Ni和M元素，M为W、Mo、Ti、Cr及Si中的一种或多种；

所述(Ti,M)(C,N)陶瓷硬质相由内至外包括芯相、内环相与外环相三层，在外环相与粘接相之间存在固溶体薄层，固溶体薄层厚度为1-20nm；

所述的固溶强化金属陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：Ni基固溶体粉末制备：将Ni粉与W、Mo、Ti、Cr及Si中的一种或多种粉末按设计成分配料，其中W、Mo、Ti、Cr及Si粉末的总重量百分比为1％-20％；将配置好的混合粉末在行星式球磨机上进行机械合金化，其中球料比10:1-30:1，球磨速度200-500rpm，球磨时间12-90h，球磨过程采用Ar保护；

步骤2：混料：将Ni基固溶体粉末与(Ti,M)(C,N)陶瓷硬质相的原料粉末在行星式球磨机上进行球磨混料，其中(Ti,M)(C,N)陶瓷硬质相中各粉末重量百分比为TiC：30-40％，TiN：5-15％，WC：5-15％，Cr3C2：0-5％，Mo：5-15％，C：0-2％，Ni基固溶体：8-55％；其中球料比5:1-10:1，球磨速度100-300rpm，球磨时间2-48h，球磨介质为乙醇；

步骤3：干燥：将球磨后的混合粉末在真空干燥箱中烘干，温度为70-110℃；

步骤4：模压成形：将干燥后的粉末过筛后进行模压成型，压制压力为200-400MPa，保压时间为10-120s；

步骤5：脱脂：将压坯放在真空烧结炉中进行脱脂，真空度不高于1×10^-1Pa，脱脂温度300-400℃，保温时间1-10h；

步骤6：烧结：将脱完脂的样品放在真空烧结炉中进行烧结，真空度高于1×10^-1Pa，烧结温度为1380-1395℃，保温时间为1h；

所制备的金属陶瓷抗弯强度：2227.6-2537MPa，断裂韧性：14.92-18.33MPa·m^1/2，洛氏硬度：88-92HRA。

2.根据权利要求1所述的固溶强化金属陶瓷的制备方法，其特征在于：通过对金属粘接相的固溶处理提高活性，降低烧结温度，在金属粘接相和(Ti,M)(C,N)陶瓷硬质相之间形成纳米薄膜阻碍晶粒长大，改善润湿性，从而获得组织成分均匀、高强度、高硬度的金属陶瓷材料。