[發(fā)明專利]TiCN基金屬陶瓷

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310429367.0
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103521770A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮燕;張平;彭建財(cái);任達(dá)平
• 申請（專利權(quán)）人: 成都工具研究所有限公司
• 主分類號: B22F3/12
• 分類號: B22F3/12
• 代理公司: 成都立信專利事務(wù)所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及刀具材料，特別涉及軸承鋼及普通鋼的（半）精加工的刀具金屬陶瓷材料。

背景技術(shù)：

金屬陶瓷材料制作的刀具硬度高、耐磨損且具有高的高溫抗軟化能力和抗氧化能力，作為傳統(tǒng)WC-Co硬質(zhì)合金的替代材料正越來越受到關(guān)注，但其存在抗破損性能差及韌性低等問題，因此，長期以來對金屬陶瓷刀具進(jìn)行增韌一直是大家努力的方向。

目前金屬陶瓷的制備配方主要為TiCN+WC+Mo₂C?+其他金屬的碳化物+粘結(jié)劑，從配方上來看會造成TiCN基金屬陶瓷的復(fù)雜晶相結(jié)構(gòu)，燒結(jié)上多為預(yù)脫除成型劑預(yù)燒，再在加壓爐中進(jìn)行終燒的方式，材質(zhì)經(jīng)過兩次燒結(jié)后，性能受到很大影響。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種具有高硬度、高抗彎強(qiáng)度、高韌性，可用于軸承鋼及普通鋼的（半）精加工刀具的TiCN基金屬陶瓷。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

TiCN基金屬陶瓷，其各組分原料重量百分比為：TiC_0.7N_0.3：40～50%，WC：5～10%，Mo₂C：5～10%，?Ni：5～10%，Co：5～10%，其余為（W，Ti，Ta，Nb）C多元復(fù)式碳化物，在該多元復(fù)式碳化物中，WC40%-TiC40%-TaC10%-?NbC10%。其制備方法包括如下步驟：

（1）按組分配料，將配制好的原料加入滾筒球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；

（2）球磨到規(guī)定時(shí)間后，將料漿進(jìn)行過濾，采用噴霧干燥器進(jìn)行霧化干燥制粒；

（3）將粒料壓制成型后，放入脫脂加壓一體爐中進(jìn)行燒結(jié)，制得TiCN基金屬陶瓷。

所述TiCN基金屬陶瓷的制備方法：

（1）球磨介質(zhì)為酒精，酒精與原料液固比為600ml/Kg，球與原料重量比為6：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為50r/min，球磨時(shí)間為72小時(shí)；

（2）在濕磨前先按球料比加入Ф8的YG8硬質(zhì)合金球，將重為混合原材料4%的成型劑石蠟加入球磨機(jī)，并在球磨機(jī)上通入<15℃的冷凍水，球磨2小時(shí)后，再加入混合原材料；

（3）燒結(jié)在脫脂加壓一體爐中進(jìn)行，溫度為1440℃，保溫60分鐘后通入4MP的氬氣，在1小時(shí)內(nèi)迅速降溫到800℃以下，防止晶粒長大，燒結(jié)出成品。

本發(fā)明制備工藝簡單，采用一次燒結(jié)方式制備，TaC、NbC、TiC以多元復(fù)式碳化物的形式加入，成品抗彎強(qiáng)度高，硬度、韌性高，可用于軸承鋼及普通鋼的（半）精加工刀具。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

本實(shí)施例采取以下技術(shù)方案：TiC_0.7N_0.3:50%，WC：5%，Mo₂C：10%，?Ni：5%，Co：5%，（W，Ti，Ta，Nb）C：25%，在球磨機(jī)中加入Ф8的YG8硬質(zhì)合金球，球料重量比為6：1，將混合原材料重的4%成型劑石蠟加入球磨機(jī)，并在球磨機(jī)上通入<15℃的冷凍水，球磨2小時(shí)后，加入球磨介質(zhì)酒精，液固比為600ml/Kg，再加入按上述材料配方配好的混合原材料，進(jìn)行濕磨，球磨時(shí)間為72小時(shí)。球磨到點(diǎn)后將料漿進(jìn)行過濾，采用噴霧干燥器進(jìn)行霧化干燥制粒，得到的噴霧干燥混合粒料為100μ左右的空心圓球混合料。將粒料壓制成型后，放入300Kg脫脂加壓燒結(jié)一體爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度為1440℃，保溫60分鐘后加入4MP的氬氣，在1小時(shí)內(nèi)迅速降溫到800℃以下，實(shí)現(xiàn)快冷處理，燒結(jié)出的成品抗彎強(qiáng)度為1950Mpa，洛氏硬度（HRA）為92。

對比例1：

TiC_0.7N_0.3:50%，WC：15%，Mo₂C：10%，?Ni：5%，Co：5%，?TiC：10%，?TaC：2.5%，?NbC：2.5%，制備方法與實(shí)施例1一致，燒結(jié)出的成品抗彎強(qiáng)度為1600?Mpa，洛氏硬度（HRA）為92。

對比例2：

混合料配方和制備方法與實(shí)施例1一致，只是燒結(jié)采用先在真空爐內(nèi)脫除成型劑，再置于低壓爐內(nèi)燒結(jié)的方式，溫度為1440℃，保溫60分鐘后加入4MP的氬氣，在1小時(shí)內(nèi)迅速降溫到800℃以下，燒結(jié)出的成品抗彎強(qiáng)度為1700Mpa，洛氏硬度（HRA）為92。

實(shí)施例2：