[發(fā)明專利]一種制作碳化鈦基硬質(zhì)合金的碳化鈦粉及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310217111.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103350223A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張輔魁
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲華斯盛高科材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/20;B22F3/10
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金的原料及其制作方法，具體涉及一種制作碳化鈦基硬質(zhì)合金的碳化鈦粉及其生產(chǎn)方法，屬于硬質(zhì)合金制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

碳化鈦是一種淺灰色結(jié)晶粉體材料，立方晶系，不溶于水，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，與鹽酸、硫酸幾乎不起化學(xué)反應(yīng)，但能夠溶解于王水，硝酸，以及氫氟酸中，還溶于堿性氧化物的溶液中。碳化鈦可由骨炭與二氧化鈦在電爐中加熱制得。是硬質(zhì)合金的重要成分。用作金屬陶瓷，具有高硬度、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好的特點。還可用來制造切削工具。由于碳化鈦具有高硬度、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好的特點，現(xiàn)在正廣泛用來代替碳化鎢作為硬質(zhì)合金的原料，主要用來制造切削工具；而且隨著硬質(zhì)合金主要原料-鎢資源的面臨枯竭，作為碳化鎢的替代品——碳化鈦的應(yīng)用越來越受人們的關(guān)注。目前，替代物能具有一定的實用價值和經(jīng)濟價值的首選為鈦（實際使用的產(chǎn)品為鈦的碳化物）。

但現(xiàn)有的碳化鈦（TiC）基合金不但強度不高且耐磨性差，通過研究分析發(fā)現(xiàn)，這主要是由于現(xiàn)在所采用的碳化鈦粉體不能很好被鈷(Co)鎳(Ni)濕潤，所以，在燒結(jié)過程中碳化鈦難以充分與鎳(Ni)形成固溶體。因此，如何提高碳化鈦（TiC）與鎳(Ni)形成固溶度就成了需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)。

通過相關(guān)文獻檢索沒有發(fā)現(xiàn)直接與本發(fā)明目的相關(guān)的材料，只是有一些有關(guān)碳化鈦的文獻材料，與本發(fā)明技術(shù)相關(guān)的主要有以下一些：

1、專利號為CN201010127222.1，發(fā)明名稱為“碳化鈦微粉及其制備方法”的中國發(fā)明專利，該專利公開了一種碳化鈦微粉的制備方法，包括以下步驟：1)碳化鈦前驅(qū)體的制備：攪拌狀態(tài)下在二氧化鈦溶膠中加入竹炭粉，攪拌1~2小時后置于超聲清洗器中超聲清洗15~30分鐘，接著在160~200℃烘箱中烘干，研磨成粉，得均質(zhì)性前驅(qū)體；二氧化鈦與竹炭粉中碳的摩爾比為1∶3；2)將均質(zhì)性前驅(qū)體置于真空燒結(jié)爐中，在1600~1900℃加熱1~6小時，得碳化鈦微粉。本發(fā)明還同時公開了利用上述方法制備而得的碳化鈦微粉。

2、專利號為CN201010195585.9，發(fā)明名稱為“鎳基碳化鈦金屬陶瓷自潤滑耐磨材料”的中國發(fā)明專利，該專利公開了一種用于軸承制造上的鎳基碳化鈦金屬陶瓷自潤滑耐磨材料。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述鎳基碳化鈦金屬陶瓷自潤滑耐磨材料包含有鎳、碳化鈦和氮化硼，每種成分的重量份數(shù)配比為：鎳(Ni)，10~50份；碳化鈦(TiC)，40~80份；氮化硼(BN)，0.1~15份。

3、專利號為CN201010102226.4，發(fā)明名稱為“一種降低碳化鈦和氮化鈦粉末氧含量的方法”的中國發(fā)明專利，該專利公開了一種降低碳化鈦和氮化鈦粉末氧含量的方法，將固體碳化鈦和固體氮化鈦粉末分別置于三氯甲烷液體中，兩固體粉末與三氯甲烷液體體積比在1∶1～10之間，碳化鈦處理溫度為35～61.7℃，氮化鈦溫度為40～60℃，當(dāng)無氣泡產(chǎn)生后，處理過程結(jié)束。本發(fā)明用三氯甲烷化學(xué)方法去除碳化鈦和氮化鈦粉末顆粒表面的二氧化鈦TiO₂氧化膜，使粉末的氧含量降低，解決因粉末在儲存和運輸過程中發(fā)生氧化導(dǎo)致的制備的碳氮化鈦基金屬陶瓷孔隙率高和機械性能低的問題。

上述專利雖然都是涉及以碳化鈦制備方法，但都是制作的常規(guī)碳化鈦粉末，不能有效解決碳化鈦不能很好被鈷(Co)鎳(Ni)濕潤的問題，專利2雖然提到了添加鎳合金來改變碳化鈦性能，但是不是制作硬質(zhì)合金，而是制作在制作鎳基碳化鈦金屬陶瓷自潤滑耐磨材料，所以采用的鎳(Ni)是作為主體材料來添加的，按照這種配方是不能制作硬質(zhì)合金的，更不能有效解決在燒結(jié)過程中碳化鈦難以充分與鎳(Ni)形成固溶體的問題，所以按照這些專利制作的碳化鈦基硬質(zhì)合金仍存在強度不高且耐磨性差的不足，有必要對此進一步加以研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有制作碳化鈦基硬質(zhì)合金的碳化鈦不能很好被鈷(Co)鎳(Ni)濕潤的不足，提供一種新的碳化鈦原料，采用該原料能有效改變碳化鈦基硬質(zhì)合金制作碳化鈦不能很好被鈷(Co)鎳(Ni)濕潤的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種制作碳化鈦基硬質(zhì)合金的碳化鈦，以碳化鈦為主要成分的碳化鈦粉體，其特點在于，在所述的碳化鈦粉體中含有體積百分比0.1%-2.6%的鎳（Ni）。

進一步地，所述的鎳（Ni）在碳化鈦粉體中是以碳化鈦（TiC）與鎳（Ni）的固溶體粉體形式存在的。

進一步地，在碳化鈦粉體中碳化鈦與鎳的固溶體粉體的比例占總粉體的0.4%-6.7%。

進一步地，在所制成的碳化鈦粉體中各成分的配比如下：