[发明专利]超细金属陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种超细金属陶瓷材料及其制备方法；所述超细金属陶瓷材料以Ti (C,N) 为硬质相，面心立方结构的Co为粘结相，(W,Mo,Ta)C固溶体为润湿相；所述超细金属陶瓷材料的制备方法包括(W,Mo,Ta)C固溶体制备、粘结润湿相制备、真空球磨、金属陶瓷粉末制备、成型、低压烧结等步骤。本发明制备得到高致密、高强韧的金属陶瓷材料，其硬度平均可达HRA92.9，抗弯强度平均可达2200MPa，断裂韧性平均可达12 MPa·m1/2。

主权项

一种超细金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)(W，Mo，Ta)C固溶体制备：称取钨粉、钼粉、钽粉以及石墨粉，并加入稀土Re，所述稀土Re为铈族稀土中的至少一种的氧化物，然后将原料与碳化钨球一起装入不锈钢真空球磨罐进行高能球磨，再将反应产物放入高温气氛炉中，在氮氢混合气体气氛下，于800～900℃条件下进行热化合反应，得到(W，Mo，Ta)C固溶体粉末；(2)粘结润湿相制备：按比例称取面心立方结构的Co粉以及步骤(1)得到的(W，Mo，Ta)C固溶体，然后混合球磨，球磨后将料浆卸出后进行喷雾制粒，获得粘结润湿相粉末并置于管式还原炉中通H2还原；(3)真空球磨：按比例将Ti(C，N)粉末与步骤(2)得到的粘结润湿相粉末混合，然后真空球磨；(4)金属陶瓷粉末制备：将步骤(3)真空球磨后的料浆卸出后进行喷雾干燥后制得粒度均匀、流动性良好的金属陶瓷粉末；(5)成型：将步骤(4)得到的金属陶瓷粉末装入模具中进行模压成型；(6)低压烧结：将步骤(5)得到的压坯装入低压烧结炉中进行低压烧结；所述步骤(2)中，球磨时加入占粉体质量3％～5％的分散剂，以酒精为球磨介质，WC‑Co‑Ti(C0.7，N0.3)陶瓷球为研磨体，球料比为1∶6～8，球磨速度为500～600转/min，球磨时间为3～5h；所述分散剂为CeO2与VC以3∶1的质量比混合制成，其平均粒度为100～200nm；所述步骤(3)中，真空球磨时加入占粉体质量30％～50％的石蜡，以酒精为球磨介质，WC‑Co‑Ti(C0.7，N0.3)陶瓷球为研磨体，球料比为1∶5～8，球磨时间为48～96h；所述制得的超细金属陶瓷材料以Ti(C，N)为硬质相，面心立方结构的Co为粘结相，(W，Mo，Ta)C固溶体为润湿相；所述超细金属陶瓷材料的组成及质量百分比为：Ti(C，N)45％～50％，面心立方结构的Co 16％～20％，(W，Mo，Ta)C固溶体30％～35％；所述超细金属陶瓷材料具有以下2θ角所示的X射线衍射峰：36.59°±0.2°、41.98°±0.2°、43.57°±0.2°、72.93°±0.2°、76.68°±0.2°、43.97°±0.2°、50.86°±0.2°、75.33°±0.2°。