[發明專利]金屬陶瓷合金制備方法及其產品

有效

• 申請號: 201310487918.9
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103589929A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 周書助;王社權;朱磊;張曉明;高凌燕;鄢玲莉
• 申請（專利權）人: 株洲鉆石切削刀具股份有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C22C1/05
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）配料：選用Ta、W、Mo、Cr、Ti的碳化物和TiCN作為硬質相原料，Co和/或Ni作為金屬粘結相原料，各原料的質量百分比如下：

金屬粘結相原料??6%～25%，

硬質相原料???????其余，

各原料質量百分比的總和為100%；

（2）混合：將上述準備的各原料與成型劑混合均勻；

（3）壓制：將混合后的原料進行球磨、干燥、制粒，并壓制成生坯；

（4）燒結：將上述的生坯放入燒結爐內燒結，包括以下階段：

a.低溫脫出成型劑：從室溫升溫到成型劑的氣化溫度；

b.固相氣氛升溫燒結：從成型劑的氣化溫度升溫到共晶溫度，并從800℃到共晶溫度通入CO氣體，進行氣氛燒結；

c.液相升溫燒結：從共晶溫度升溫到燒結溫度；

d.燒結保溫：燒結溫度進行保溫30min～120min；

e.快速冷卻：以45℃/min～60℃/min的速度快速冷卻，冷卻至室溫，得到金屬陶瓷合金。

2.根據權利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述的金屬粘結相原料粉末的平均粒度為0.5μm～1.5μm；所述的硬質相原料粉末的平均粒度為0.5μm～3.5μm。

3.根據權利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述的成型劑氣化溫度的控制區間為400℃～500℃，所述共晶溫度的控制區間為1270℃～1380℃，所述燒結溫度的控制區間為1430℃～1530℃。

4.根據權利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述固相氣氛升溫燒結階段，通入CO氣體起始溫度為800℃～1100℃，壓力為50Pa～500Pa，結束溫度為共晶溫度。

5.根據權利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述快速冷卻階段，打開燒結爐兩端保溫層，打開的距離為30cm～40cm，真空快速冷卻。

6.根據權利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述快速冷卻階段，向爐內通入CO₂以及Ar和/或He的混合氣體，并使氣體在爐內循環，快速冷卻。

7.根據權利要求6所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：通入CO₂，壓力為1000Pa～3000Pa，然后通入Ar，通入氣體總壓力不超過8000Pa；

或通入CO₂，壓力為1000Pa～4000Pa，然后通入He，通入氣體總壓力不超過8000Pa；

或通入CO₂，壓力為1000Pa～3000Pa，然后通入Ar和He混合氣體，通入氣體總壓力不超過8000Pa。

8.根據權利要求7中所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于：所述Ar和He混合氣體中Ar/He體積比等于0.5～2。

9.一種如權利要求1～8中任一項所述金屬陶瓷合金制備方法得到的金屬陶瓷合金，包括硬質相和金屬粘結相，所述的硬質相包括TiCN、TiC硬質相和(Ti/Mo/M)(CN)多元環形相，所述的金屬粘結相為Co和/或Ni，其特征在于：所述金屬陶瓷合金表面不含金屬粘結相富集層。

10.根據權利要求9所述的金屬陶瓷合金，其特征在于：所述(Ti/Mo/M)(CN)多元環形相是在燒結過程中擴散反應形成的，其中M是W、Ta、Cr中的一種或者幾種。