[發明專利]一種TiC晶須增強金屬陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410289095.3
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104018052A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 熊惟皓;張國鵬;陳珊;姚振華;陳肖;黃斌;楊青青;張曼
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C22C1/05
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方放

1.一種TiC晶須增強金屬陶瓷，由其組成原料經球磨混料、TiC晶須分散、干燥過篩、模壓成形、脫脂和真空燒結制成，其燒結組織包括硬質相和粘結相，所述硬質相包括兩種陶瓷相，所述粘結相為Ni-Mo-W固溶體，其特征在于：

其組成原料為Ti(C,N)、WC、Mo、C、Ni粉末和TiC晶須；各組分質量百分比為：23％≤Ti(C,N)粉末≤55.2％，10％≤TiC晶須≤30％，6％≤WC粉末≤10％，8％≤Mo粉末≤15％，0.8％≤C粉末≤1.2％，20％≤Ni粉末≤32％；其中，Ti(C,N)粉末的粒度小于或等于200nm，TiC晶須直徑0.4～0.8μm，長度10～60μm；

所述硬質相中，第一種陶瓷相為(Ti,W,Mo)(C,N)固溶體；第二種陶瓷相以長條狀TiC為芯相，(Ti,W,Mo)(C,N)固溶體為環形相。

2.權利要求1所述的TiC晶須增強金屬陶瓷的制備方法，包括原料混合步驟、TiC晶須分散步驟、干燥過篩、模壓成型步驟、脫脂步驟和真空燒結步驟，其特征在于：

(1).原料混合步驟：按照質量百分比：23％≤Ti(C,N)粉末≤55.2％，10％≤TiC晶須≤30％，6％≤WC粉末≤10％，8％≤Mo粉末≤15％，0.8％≤C粉末≤1.2％，20％≤Ni粉末≤32％進行配料；將其中的Ti(C,N)粉末、WC粉末、Mo粉末、C粉和Ni粉末混合，采用球磨機濕磨，球料質量比5:1～7:1，球磨機轉速120rpm～220rpm，球磨時間24h～36h，得到混合料漿，其中，Ti(C,N)粉末的粒度小于或等于200nm，TiC晶須直徑0.4～0.8μm，長度10～60μm；

(2).TiC晶須分散步驟：將TiC晶須放入極性溶劑中，經超聲波振蕩制成懸浮溶液，使得TiC晶須穩定分散，然后將TiC懸浮液加入到所述混合料漿中；

(3).干燥過篩步驟：將加入TiC晶須后的混合料漿放入干燥箱中烘干，烘干溫度為78℃～85℃，時間8h～10h，然后將烘干后的粉末過60目～100目篩得到混合原料；

(4).模壓成型步驟：在所述混合原料中加入成型劑，成型劑占混合原料的質量百分比為3％～6％，然后模壓成型，模壓壓力150MPa～300MPa，得到壓坯；

(5).脫脂步驟：將所述壓坯放入脫脂爐中脫脂，脫脂溫度250℃～400℃，保溫時間6h～9h；

(6).真空燒結步驟：將脫脂后的壓坯放入真空燒結爐中燒結，真空度不低于1×10^-1Pa，先將坯料進行預燒脫氧，預燒溫度900℃～1000℃，保溫時間100min～150min，以確保納米粉末充分脫氧，然后在1410℃～1460℃進行燒結，保溫時間50min～90min，得到金屬陶瓷燒結體。

3.如權利要求2所述的TiC晶須增強金屬陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述TiC分散步驟中，所述極性溶劑為乙醇或乙二醇；

所述模壓成型步驟中，所述成型劑為聚乙烯醇溶液或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯溶液。