[发明专利]一种碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备方法和在玻璃精密模压用均热板中的应用

说明书

本发明公开了一种碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备方法和在玻璃精密模压用均热板中的应用，属于金属陶瓷材料技术领域。碳氮化钛基金属陶瓷材料包含镍钴金属粘结相、氧化锆弥散相和氮化硅晶须强化相；其由包括Ti(C,N)、WC、Mo₂C、TaC和/或NbC、Zr、炭黑、NbN和/或AlN、Si₃N₄晶须、Co和Ni在内的粉末原料通过粉末冶金方法得到，其具有出色的抗氧化性能及高温尺寸稳定性以及较高抗热震性，将其加工成均热板，可以提高玻璃精密模压的精度、稳定性及均热板的使用寿命，达到降低生产成本的目的，能够为玻璃热弯提供更高的生产效率及生产稳定性。

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷材料，具体涉及一种高抗热震性曲面玻璃精密模压用金属陶瓷均热板及其制备方法，属于金属陶瓷材料技术领域。

背景技术

玻璃精密模压技术用于制备手机3D曲面玻璃及非球面曲面玻璃等复杂形状的玻璃视窗，具有生产效率高、生产流程短、生产成本低的优势，因而是目前工业界内批量生产复杂曲面玻璃的关键技术。随着目前数据化、信息化、智能化技术的迅速发展，对视窗要求越来越高，因而高的成效效果给玻璃的尺寸精度及透光度提出的极高的要求，因而对玻璃模压技术的精度要求也迅速提高。在曲面玻璃的生产和应用中，非球面曲面玻璃作为镜头，广泛应用于在安防、监控和汽车自动驾驶等需要成像的行业，收集到的图像信息直接决定了最终输出结果的准确性，因此对非球面曲面玻璃的精度要求相较于其他曲面玻璃更高，大部分尺寸精度要求在0.3微米内，因而对非球面曲面玻璃的精密模压技术精度也提出了更高要求。

非球面曲面玻璃的精密模压难度及精度要求远高于3D曲面玻璃，并且由于采用的模具为密度巨大、重量大的无粘结相硬质合金模具，在精密模压过程中需要吸收大量的热量，因而对与模具直接接触的均热板的抗热震性、温度均匀性、热传导性及抗氧化性能要求更高。

目前，工业应用中玻璃精密模压常采用涂层WC基硬质合金，但其差的抗氧化性及薄的涂层厚度，同时形状复杂的均热板设计导致涂层难以完全包括覆盖，导致均热板寿命受限，本身平整度易发生变化，且易产生黄色氧化钨粉末，污染模具及制品。碳氮化钛基金属陶瓷具有出色的抗氧化性能及高温硬度，能够在长时间使用中保持尺寸稳定性，但其抗热震性能较差，在非球面玻璃的生产中，频繁地被模具迅速吸收热量，碳氮化钛基金属陶瓷将会产生开裂现象。综上所述，因而亟需开发一种既能保证出色的尺寸精度及抗氧化性，又具有高抗热震性的金属陶瓷材料均热板。

发明内容

针对现有玻璃精密模压模具采用的涂层硬质合金均热板存在抗氧化性能差、尺寸稳定性差、寿命低，且金属陶瓷均热板抗热震性差、易开裂等技术问题，本发明的第一个目的是在于提供一种具有出色的抗氧化性能及高温尺寸稳定性的同时，还具有较高抗热震性的碳氮化钛基金属陶瓷材料，特别适合用于制备金属陶瓷均热板。

本发明的第二个目的是在于提供一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，该制备方法操作简单，成本低，有利于大规模生产。

本发明的第三个目的在于提供一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的应用，该金属陶瓷材料具有出色的抗氧化性能及高温尺寸稳定性以及较高抗热震性，将其加工成金属陶瓷均热板，可以提高玻璃精密模压的精度、稳定性及均热板的寿命，达到降低生产成本的目的，能够为玻璃热弯提供更高的生产效率及生产稳定性。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种碳氮化钛基金属陶瓷材料，碳氮化钛基金属陶瓷材料包含镍钴金属粘结相、氧化锆弥散相和氮化硅晶须强化相；所述碳氮化钛基金属陶瓷材料由包括Ti(C,N)、WC、Mo₂C、TaC和/或NbC、Zr、炭黑、NbN和/或AlN、Si₃N₄晶须、Co、Ni在内的粉末原料通过粉末冶金方法得到。