[發(fā)明專利]一種納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310657402.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN104690273A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬文超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島平度市舊店金礦
• 主分類號(hào): B22F5/00
• 分類號(hào): B22F5/00;B22F3/16;C22C29/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝。

背景技術(shù)

刀具材料性能的優(yōu)劣是影響加工表面質(zhì)量、切削效率、刀具壽命的基本因素。刀具新材料的出現(xiàn)，往往能成倍的提高生產(chǎn)率，并能解決某些難加工材料的加工。同時(shí)，隨著切削技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)刀具材料的性能也提出了越來越高的要求。雖然Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具具有硬度高、耐磨損以及高的高溫抗軟化能力和抗氧化能力，但也存在抗塑性變形能力、抗崩刃性能差及韌性不好等問題。

為了克服上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝，通過納米材料添加對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行改性，可提高材料的強(qiáng)度和韌性，為金屬陶瓷刀具的增韌提供了新的途徑，開闊市場前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，發(fā)明一種納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝。其技術(shù)方案是一種納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝，其特征是：通過優(yōu)化出的分散工藝及納米添加量，制備出納米改性Ti(&N)基金屬陶瓷

材料，采用液相燒結(jié)法制備刀具。納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具的基礎(chǔ)成分組成：54%TiC、10%TiN(nm)、15%Mo、20%Ni、1%C。

具體工藝：使用超聲波儀分散TiN納米粉，將初始原料TiC、WC、C、Ni、Mo、C粉末按實(shí)驗(yàn)配方稱量后，和經(jīng)過分散的納米TiN粉漿料一同加入濕潤介質(zhì)后進(jìn)行均勻混合。將混合均勻的混合粉末一同倒入尼龍球磨罐中，然后放入直徑為中10mm的WC-C硬質(zhì)合金球(YG8)，再加入適量無水乙醇，采用QM-IF行星式球磨機(jī)，在球磨機(jī)上對(duì)混合粉末進(jìn)行球磨。混料24小時(shí)后，將混合粉末放在溫度為353K的電熱干燥箱中進(jìn)行干燥處理，使粉末充分干燥。干燥后，在混合粉末中加入聚乙烯醇粉末成型劑進(jìn)行造粒。通過造粒來提高粉體的流動(dòng)性、成型性和減小粉末在壓制過程中的摩擦。采用冷壓成型的方法在專用模具中加壓成型，壓制壓力為170MPa。將壓制成型的毛坯放入烘箱中烘干，烘干后再放入真空爐中按一定工藝進(jìn)行脫脂。將脫脂后的毛坯放入真空爐中，在1713K爐內(nèi)溫度中燒結(jié)一小時(shí)，即可制成金屬陶瓷刀具。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：TiC、TiN及WC是金屬陶瓷刀具的硬質(zhì)相，Ni為主要的粘結(jié)相，?由于Co具有比Ni更高的韌性和硬度，與硬質(zhì)相潤濕好，能減少合金孔隙度，故以Co取代部分Ni可使金屬陶瓷具有高硬度和高強(qiáng)度的良好匹配。而Mo能顯著改善液態(tài)金屬對(duì)硬質(zhì)相的潤濕性，燒結(jié)時(shí)能抑制碳化物相晶粒的長大，對(duì)燒結(jié)后金屬陶瓷的性能影響也很大。常規(guī)材料中添加納米顆?？梢暂^大地提高材料的強(qiáng)度、硬度、韌性，在減少摩擦和切削變形等方面具有明顯優(yōu)勢，還可改善材料的加工性。通過優(yōu)化出的分散工藝及納米添加量，分發(fā)揮納米粉體的改性效果。因此該方法具有廣泛市場前景。

具體實(shí)施方式

一種納米改性Ti(C&N)基金屬陶瓷刀具的制備工藝，其特征是：通過優(yōu)化出的分散工藝及納米添加量，制備出納米改性Ti(&N)基金屬陶瓷材料，采用液相燒結(jié)法制備刀具。納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具的基礎(chǔ)成分組成：54%TiC、10%TiN(nm)、15%Mo、20%Ni、1%C。

具體工藝：使用超聲波儀分散TiN納米粉，將初始原料TiC、WC、C、Ni、Mo、C粉末按實(shí)驗(yàn)配方稱量后，和經(jīng)過分散的納米TiN粉漿料一同加入濕潤介質(zhì)后進(jìn)行均勻混合。將混合均勻的混合粉末一同倒入尼龍球磨罐中，然后放入直徑為中10mm的WC-C硬質(zhì)合金球(YG8)，再加入適量無水乙醇，采用QM-IF行星式球磨機(jī)，在球磨機(jī)上對(duì)混合粉末進(jìn)行球磨?；炝?4小時(shí)后，將混合粉末放在溫度為353K的電熱干燥箱中進(jìn)行干燥處理，使粉末充分干燥。干燥后，在混合粉末中加入聚乙烯醇粉末成型劑進(jìn)行造粒。通過造粒來提高粉體的流動(dòng)性、成型性和減小粉末在壓制過程中的摩擦。采用冷壓成型的方法在專用模具中加壓成型，壓制壓力為170MPa。將壓制成型的毛坯放入烘箱中烘干，烘干后再放入真空爐中按一定工藝進(jìn)行脫脂。將脫脂后的毛坯放入真空爐中，在1713K爐內(nèi)溫度中燒結(jié)一小時(shí)，即可制成金屬陶瓷刀具。