[发明专利]一种梯度硬质合金/金属陶瓷的快速制备方法

摘要

一种梯度硬质合金/金属陶瓷的快速制备方法，它采用取定量的WC、TiCN、TiC、TaC/NbC、Mo2C、VC、Cr2C3、Co、Ni中的几种或全部元素作原料，按一定比例配成混合料，经球磨‑过筛‑模压制成坯料；以300MHz～8GHz频率微波介质作热源，使坯料中吸收微波能量，并同时加入一定量的稀薄氮气在微波下电离产生微波等离子体而完成快速升温和表面氮化的过程；它克服了传统加热方式需要较长的时间升温和保温，才能形成所需的梯度结构，且制备周期长，能耗高的缺陷；它广泛应用于具有微波吸收性能含钛的硬质合金和金属陶瓷的氮化处理。

主权项

一种梯度硬质合金/金属陶瓷的快速制备方法，它以金属陶瓷为原料，采用微波‑微波等离子混合体加热，并通过气氛控制，快速制备表面富立方相的高可靠性梯度金属陶瓷材料；以WC、TiCN、TiC、TaC/NbC、Mo2C、VC、Cr2C3、Co、Ni中的数种或全部作原料，按质量比配成混合物料，并经球磨‑过筛‑模压，制成坯料，再经烧结制成成品，其操作步骤为：(Ⅰ) 取定量WC、TiCN、TiC、Mo2C、VC、Cr2C3、TaC/NbC、Co、Ni中的粉末，按照如下质量比，配成原料，待用WC 10%～89%，TiCN 5%～51%，TiC 0～30%，Mo2C 0～15% ，VC 0%～2% ，Cr2C30%～2% ，TaC/NbC 0～10%，Co4%～15%，Ni 0%～8%；(Ⅱ) 取待用原料装入QM‑1SP4型球磨机不锈钢球磨罐中，选用Φ5硬质合金球，球料比为5～10：1，球磨转速为250～300rpm，球磨时间为60～150小时；(Ⅲ) 取球磨后的混合物料过筛，筛孔为200目；(Ⅳ) 取过筛后的混合物料放入模具中，300～350 MPa压力下制成坯料；(Ⅴ) 取上述经模压成型的坯料装入MW‑L0316HV高真空微波炉内，微波介质为2.45GHz频率，依次开启机械泵、扩散泵，抽出炉体内真空，使真空度不高于1×10‑2Pa，然后启动微波源，进入微波‑微波等离子体混合加热、烧结工序；(Ⅵ) 加热过程按预热、升温、保温、控温工序进行；(Ⅶ) 于室温下预热6～10分钟，当温度达到450～650℃时通入0.1～8×104Pa气体，使微波炉内生成微波等离子体，升温至1400～1500℃时进行保温控温，保温控温时间为5～30分钟，然后随炉冷却制得梯度硬质合金/金属陶瓷制品。