[發明專利]一種碳氮化鈦金屬陶瓷密封件及其制備方法

在審

• 申請號: 201310678478.5
• 申請日: 2013-12-14
• 公開（公告）號: CN103774023A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李友寶;勵永平;崔貴勝
• 申請（專利權）人: 寧波東聯密封件有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C22C1/05
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及一種密封件，尤其是一種碳氮化鈦金屬陶瓷密封件及其制備方法。?

背景技術

通常硬質合金是以碳化鎢為原料生產的產品，用于各種泵類或者釜類密封件和軸套、隨著適用范圍的不斷擴大，其不足之處也日漸表露出來，其抗高溫、耐腐蝕性能較差等，限制了它在某些工況條件下的實用。此外，鎢資源日益減少，生產成本日漸提高。據專家估計，未來10年類我國現有鎢礦資源將面臨枯竭的危險，因此開放新的替代材料刻不容緩。我國鈦資源儲量豐富，且氮化鈦的加入，將大大減小碳氮化鈦密封件與對磨件之間的摩擦系數，從而延長使用壽命。因此生產碳氮化鈦金屬陶瓷密封件產品將是解決上述問題的關鍵。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種密封件及其制備方法，不僅采用鎢的替代材料進行制備，同時具有優良的抗高溫性能和良好的耐磨性與耐腐蝕性。?

為解決上述技術問題，本發明涉及一種碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件由碳化鈦、氮化鈦、鎳、碳化鎢、鉬和炭黑組成，所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件將其組分按照下述重量百分比進行配制：碳化鈦粉58.2%～89.7%、氮化鈦粉1%～20%、鎳粉6%～12%、碳化鎢粉1%～5%、鉬粉2%～6%、炭黑0.3%～0.8%。?

由于不同設備中對密封件的性能要求具有差異，故可以通過改變所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件中組分的配置比例，以獲得具有不同產品性能的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。其中，所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件可以將其組分按照下述重量百分比進行配制：碳化鈦粉71.5%、氮化鈦粉11%、鎳粉9%、碳化鎢粉3%、鉬粉4%、炭黑0.5%。采用此配制比例可獲得各項性能較為均衡的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。?

同時，本發明中的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件可以將其組分按照下述重量百分比進行配制：碳化鈦粉89.7%、氮化鈦粉1%、鎳粉6%、碳化鎢粉1%、鉬粉2%、炭黑0.3%。采用此配制比例可以獲得硬度較大的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。?

此外，本發明中的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件可以將其組分按照下述重量百分比進行配制：碳化鈦粉58.2%、氮化鈦粉20%、鎳粉12%、碳化鎢粉5%、鉬粉6%、炭黑0.8%。采用此配制比例可以獲得抗彎強度較高的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。?

本發明還涉及一種碳氮化鈦金屬陶瓷密封件的制備方法，所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件的制備方法包括下述工藝步驟：?

1)??將碳化鈦、氮化鈦、鎳、碳化鎢、鉬和炭黑按照重量比例混合均勻；

2)??將上述已混合均勻混合物放入球磨機中濕磨，其球料比為1:3，固液重量比為1:1，常溫球磨48小時；

3)??將濕磨好的濕料用真空干燥機回收酒精后，再用蒸汽干燥箱將粉料烘干；

4)??將已干燥過的粉料加入代號為HB-C的合金專用成型劑，烘干后過40～100目篩；

5)??將上述過篩粒狀料加入鋼模中，加壓40～110MPa/cm²壓制成型；

6)??將上述加壓成型后的素坯放入真空爐內燒結，溫度控制在1350℃～1480攝氏度，保溫1～4小時；

7)?將燒結的產品進行表面研磨加工，檢驗合格后入庫。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：?

1)??利用我國處理豐富的鈦資源替代稀缺資源鎢作為主要原材料，減少鎢的使用量，達到節約成本的目的，并緩解資源緊缺問題；

2)??本發明中碳氮化鈦金屬陶瓷密封件具有優良的高溫抗氧化性能，同時具有良好的耐磨性與耐腐蝕性；

3)??在碳氮化鈦金屬陶瓷密封件中加入氮化鈦，大大減小了碳氮化鈦密封環與對磨環之間的摩擦系數，從而延長其使用壽命；

4)??在碳氮化鈦金屬陶瓷密封件中加入鉬元素，鉬可以和炭黑生成碳化鉬，其可以增加粘結相鎳對硬質相的潤濕性，從而提高界面強度。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。?

實施例1?

一種碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件的密封材料由碳化鈦、氮化鈦、鎳、碳化鎢、鉬和炭黑組成，所述碳氮化鈦金屬陶瓷密封件將其組分按照下述重量百分比進行配制：碳化鈦粉89.7%、氮化鈦粉1%、鎳粉6%、碳化鎢粉1%、鉬粉2%、炭黑0.3%。采用此配制比例可以獲得硬度較大的碳氮化鈦金屬陶瓷密封件。