[發明專利]添加稀土的Ti(CN)金屬陶瓷的材料配方及制備方法

有效

• 申請號: 201210060781.4
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102642021A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李克林;劉風光
• 申請（專利權）人: 成都邦普合金材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C29/04;C22C1/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及材料科學技術領域，具體涉及添加稀土的Ti(CN)基金屬陶瓷的材料配方及制備方法。

背景技術：

現有的金屬陶瓷刀具廣泛應用于金屬切削加工領域，高的切削速度和高的工件表潔度是其應用的一個顯著特征，由于它的密度只有硬質合金的一半，其單片成本與硬質合金、PCD、PCBN相比具有較大優勢，長期以來，金屬陶瓷刀具材料雖具有高的硬度，但高溫硬度差、脆性大、韌性差，其應用受到一定的限制，對于硬度高達HRC60度以上的工件材料，它是難以勝任的，并且它的耐用度和壽命也不長，此外由于Ti(CN)金屬陶瓷需要相當數量的Mo，Ni來進行燒結，所以影響高溫性能，隨著原材料制造技術和裝備制造水平的提高，稀土元素對金屬陶瓷各相的強化作用使金屬陶瓷材料在保證高硬度的前提下強度得到極大地提高，但是由于稀土性質活潑，容易氧化，稀土以氧化物的形式加入，很難發生其它反應，凈化界面的效果基本上很小或不存在，也不存在稀土固溶強化。以純稀土、氫化物等形式添加時，在料漿干燥過程中所加稀土便會全部變為氧化物；雖然用真空干燥箱可減輕所加稀土的氧化程度，但這個過程極難控制。并且稀土在金屬陶瓷中加量少，容易產生偏析，導致成分不均。

發明內容：

本發明的目的是提供添加稀土的Ti(CN)金屬陶瓷的材料配方及制備方法，它采用稀土中間合金粉末的形態加入，既能保證稀土在金屬陶瓷中分布均勻，又能有效防止稀土氧化，保證稀土在金屬陶瓷中起到充分的作用，增強金屬陶瓷的抗彎強度和韌性。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明采取以下技術方案：它的材料配方質量比為：Ti(CN)粉末59％-68.5％、鈷粉6％-9％、鎳粉6％-9％、鉬粉8％-12％、碳化鎢粉7％-12％、碳化鉭粉4％-8％、碳化鉻和+碳化釩粉0.5％-1％、稀土0.2％-1％；

它的制備方法為：將上述材料配方配料后加入用硬質合金做研磨體的滾動球磨機中，球磨機的轉速為30-40轉/分鐘，球磨的球料比為10∶1，球磨介質采用無水乙醇，液固比為280-330ml/kg，同時再加入原料總質量4-5％的成型劑及1-2％的表面活化劑，累計的球磨時間為72-96小時，球磨到點后的料漿采用噴霧干燥進行霧化干燥，干燥溫度為80℃-100℃，干燥時間為100-160分鐘，得到的噴霧干燥混合粒料的松裝密度為2.0-3.3g/cm³，流動性為30-50秒/50g，將達到該要求的噴霧粒料通過精密壓機成型在壓力燒結爐中進行燒結，其燒結過程中，脫成型劑的溫度為30℃-500℃，時間為360-480分鐘，載氣流量為15-60升/分，燒結溫度為14i0℃-1460℃，載氣壓力為4.0-6.0MPa，保溫時間為40-70分鐘，燒結后出成品。

本發明具有以下有益效果：采用稀土中間合金粉末的形態加入，既能保證稀土在金屬陶瓷中分布均勻，又能有效防止稀土氧化，保證稀土在金屬陶瓷中起到充分的作用，增強金屬陶瓷的抗彎強度和韌性。

具體實施方式：

本具體實施方式采取以下技術方案：它的材料質量配方為：Ti(CN)粉末59％-68.5％、鈷粉6％-9％、鎳粉6％-9％、鉬粉8％-12％、碳化鎢粉7％-12％、碳化鉭粉4％-8％、碳化鉻和+碳化釩粉0.5％-1％、稀土0.2％-1％；

它的制備方法為：將上述材料配方配料后加入用硬質合金做研磨體的滾動球磨機中，球磨機的轉速為30-40轉/分鐘，球磨的球料比為10∶1，球磨介質采用無水乙醇，液固比為280-330ml/kg，同時再加入原料總質量4-5％的成型劑及1-2％的表面活化劑，累計的球磨時間為72-96小時，球磨到點后的料漿采用噴霧干燥進行霧化干燥，干燥溫度為80℃-100℃，干燥時間為100-160分鐘，得到的噴霧干燥混合粒料的松裝密度為2.0-3.3g/cm³，流動性為30-50秒/50g，將達到該要求的噴霧粒料通過精密壓機成型在壓力燒結爐中進行燒結，其燒結過程中，脫成型劑的溫度為30℃-500℃，時間為360-480分鐘，載氣流量為15-60升/分，燒結溫度為1410℃-1460℃，載氣壓力為4.0-6.0MPa，保溫時間為40-70分鐘，燒結后出成品。

本具體實施方式采用稀土中間合金粉末的形態加入，既能保證稀土在金屬陶瓷中分布均勻，又能有效防止稀土氧化，保證稀土在金屬陶瓷中起到充分的作用，增強金屬陶瓷的抗彎強度和韌性。