[發(fā)明專利]基于金屬氫化物的表面自潤滑Ti(C;N)基金屬陶瓷制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710300228.6 | 申請日： | 2017-05-02 |
| 公開（公告）號： | CN107099723B | 公開（公告）日： | 2018-10-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 熊計;郭智興;劉俊波 | 申請（專利權(quán)）人： | 四川大學 |
| 主分類號： | C22C29/04 | 分類號： | C22C29/04;C22C1/05;C22C1/10 |
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| 地址： | 610207*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 金屬 氫化物 表面 潤滑 ti 基金 陶瓷 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于金屬氫化物的表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷制備方法，其特征是先在500～700℃保溫1～2h，形成含碳化物形成元素的金屬陶瓷坯體；然后將Al2O3包覆TiH2的核/殼結(jié)構(gòu)粉末，外徑小于8nm、長度小于30μm且比表面積大于350m2/g的多壁碳納米管，NaHCO3三種物質(zhì)按重量百分比3:2:1混合配制出含氫滲碳介質(zhì)；再將生坯埋入含氫滲碳介質(zhì)中的并在5~15MPa壓力下緊實；最后進行液相燒結(jié)，制備出表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷。本發(fā)明克服了現(xiàn)有工藝存在的晶粒長大嚴重、滲碳時間長、效率低的問題，在燒結(jié)過程中實現(xiàn)表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷制備。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種Ti(C,N)基金屬陶瓷的制備方法，特別涉及基于金屬氫化物的表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷制備方法，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
將至少一種陶瓷相和金屬相并采取粉末冶金法制備的復(fù)合材料稱為金屬陶瓷。通常我們所說的硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等應(yīng)該都屬于這一類。但在工程領(lǐng)域，為了與普通的硬質(zhì)合金等區(qū)分，僅將用Ni和/或 Co 粘結(jié)的 Ti(C,N)（添加其它碳化物）材料稱為金屬陶瓷。為改善金屬陶瓷的綜合性能，通常在其表面進行滲碳處理。
CN200910032962.4公開了一種梯度結(jié)構(gòu)納米碳管增強的Ti(C,N)基金屬陶瓷及其制備方法。該金屬陶瓷成分質(zhì)量分數(shù)為：C為6.5～8.0，其中0.5-1.0的碳由納米碳管引入，N為1.5～2.5，Ti為36～45，Ni為20～32，Mo為10～18，W為6～10。該發(fā)明將原料配制成符合上述成份的混合料，然后經(jīng)混料、添加成型劑、壓制成型、脫脂、真空燒結(jié)得到燒結(jié)體。再將該燒結(jié)體置于雙層輝光等離子滲碳爐進行滲碳處理。源極材料為純度高于96％的高純石墨，所用氬氣純度≥99.0％，充入爐內(nèi)氬氣壓力為20－40Pa，處理溫度為1100－1200℃，處理時間為90-180min。CN106011733A公開了一種金屬陶瓷表面處理方法，其特征在于：將陶瓷坯體置于充滿碳源氣體的真空容器中，在1600-1800℃的真空條件下進行滲碳處理，保溫2-4h后取出陶瓷制品，滲碳完畢，然后于50-80℃浸入特定的改性劑（單氟磷酸鈉和氟化鉀的丙酮溶液）中，再在表面涂覆硅溶膠，得到表面處理的陶瓷。
但是，上述方法是在材料燒結(jié)完成后再進行滲碳處理，滲碳時間長，效率不高；而且高溫下金屬陶瓷材料容易出現(xiàn)晶粒長大，導(dǎo)致材料性能下降。因此，尋找制備表面自潤滑金屬陶瓷材料的新方法十分必要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前制備表面自潤滑金屬陶瓷材料時，“燒結(jié)+滲碳”工藝存在的晶粒長大嚴重、滲碳時間長、效率低的問題，提出先將制備出含碳化物形成元素的金屬陶瓷坯體，再將Al2O3包覆TiH2的核/殼結(jié)構(gòu)粉末、多壁碳納米管，NaHCO3混合行星球磨時均勻混合形成含氫滲碳介質(zhì)，然后將多孔生坯放入滲碳介質(zhì)中并進行緊實，最后進行液相燒結(jié)時原位形成表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷。
本發(fā)明的基于金屬氫化物的表面自潤滑Ti(C,N)基金屬陶瓷制備方法，其特征在于依次包含以下步驟：
（1）含碳化物形成元素的金屬陶瓷坯體制備：稱取各種原料粉末配料，按重量百分比Ni占5～20wt%，Co占0～20wt%，Mo占2～10wt%, W占2～10wt%，TiC0.7N0.3為余量；將稱取的粉末混合并經(jīng)過球磨、過濾、干燥、摻成型劑、壓制成型得到金屬陶瓷生坯；金屬陶瓷生坯在真空燒結(jié)爐中升溫到500～700℃，升溫速度為1～5℃/min，真空度為5～15Pa, 并保溫1～2h，形成含碳化物形成元素的金屬陶瓷坯體；
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