[發(fā)明專利]燒結(jié)陶瓷體及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710316332.4
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107417279A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.趙;J.戈德史密斯
• 申請（專利權(quán)）人: 肯納金屬公司
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 盧亞靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燒結(jié)陶瓷體，并且具體地講，涉及具有用于金屬切削應(yīng)用的組成和特性的燒結(jié)陶瓷體。

背景技術(shù)

硬質(zhì)碳化物(Cemented carbide)通常用作加工各種金屬和合金的切削工具主體。硬質(zhì)碳化物對于金屬切削應(yīng)用是有吸引力的材料，因為碳化物特性可針對切削環(huán)境的特定要求進行調(diào)整。例如，具有小晶粒大小和低粘結(jié)劑含量的硬質(zhì)碳化物適用于要求高硬度和耐磨性的應(yīng)用。或者，具有較高粘結(jié)劑含量的硬質(zhì)碳化物表現(xiàn)出所需的耐熱沖擊性，并且一般用于斷續(xù)切削應(yīng)用。

然而，硬質(zhì)碳化物不適用于所有金屬加工應(yīng)用。在一些應(yīng)用中，硬質(zhì)碳化物可能與正在加工的金屬或合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此外，硬質(zhì)碳化物可能不適用于因高進料速率和更大切削深度而要求高熱硬度和優(yōu)異熱散逸的應(yīng)用。對于這些應(yīng)用，燒結(jié)陶瓷組合物用作切削工具主體。燒結(jié)陶瓷體可表現(xiàn)出化學(xué)惰性、高耐磨性、高熱硬度以及對于熱耗散優(yōu)異的熱特性。目前使用的燒結(jié)陶瓷體在很大程度上基于氧化鋁(Al₂O₃)和/或氮化硅(Si₃N₄)。此類材料提供相對于硬質(zhì)碳化物而言增強的高溫特性，從而能夠縮短制成成品的操作時間。然而，燒結(jié)陶瓷基材的改善必需滿足金屬加工應(yīng)用的發(fā)展需求，并且當(dāng)對燒結(jié)陶瓷體做出組成變化以便向切削工具提供改善的性能時，需要競爭特性之間的仔細平衡。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面，本文描述了燒結(jié)陶瓷體，其展現(xiàn)出改善的耐磨性和增強的切削壽命。例如，在一些實施例中，燒結(jié)陶瓷體包含40-95重量％的量的碳化鎢(WC)、5-30重量％的量的氧化鋁以及至少1重量％的量的碳化二鎢(W₂C)。在一些實施例中，W₂C以1-25重量％的量存在。

或者，燒結(jié)陶瓷體包含40-95重量％的量的WC、1-50重量％的量的氧化鋁以及一種或多種含鈦和鉬(Ti,Mo)的化合物。在一些實施例中，含(Ti,Mo)的化合物以0.1至20重量％的總量存在于燒結(jié)陶瓷體中。在一些實施例中，W₂C還以至少0.1重量％的量存在。

在另外的實施例中，燒結(jié)陶瓷體包含40-95重量％的量的WC以及氮氧化鋁(AlON)。

如本文進一步所述，燒結(jié)陶瓷體可用于金屬切削應(yīng)用。因此，燒結(jié)陶瓷體可具有金屬切削工具的形狀。例如，本文所述組成的燒結(jié)陶瓷體可包括前刀面以及與前刀面相交形成刀刃的后刀面。

這些和其他實施例在下文的具體實施方式中更詳細地描述。

附圖說明

圖1為根據(jù)本文所述的一個實施例的包含WC和AlON的燒結(jié)陶瓷體的X射線衍射圖(XRD)。

圖2為根據(jù)本文所述的一個實施例的燒結(jié)陶瓷體的XRD。

圖3為根據(jù)本文所述的一個實施例的燒結(jié)陶瓷體的XRD。

圖4示出了本文所述的燒結(jié)陶瓷體相對于對比燒結(jié)陶瓷體的金屬切削結(jié)果。

圖5示出了本文所述的燒結(jié)陶瓷體相對于對比燒結(jié)陶瓷體的金屬切削結(jié)果。

圖6為根據(jù)本文所述的一個實施例的燒結(jié)陶瓷體的XRD。

圖7示出了本文所述的燒結(jié)陶瓷體相對于對比燒結(jié)陶瓷體的金屬切削結(jié)果。

具體實施方式

參考以下具體實施方式和實例以及前述和下述內(nèi)容可更容易地理解本文所述的實施例。然而，本文所述的元素、設(shè)備和方法并不限于具體實施方式和實例中所述的具體實施例。應(yīng)當(dāng)認識到，這些實施例僅示例性地說明本發(fā)明的原理。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，多種修改和變更對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。

I.WC-W₂C-Al₂O₃燒結(jié)陶瓷體

本文描述了具有對于金屬切削應(yīng)用所需的特性的燒結(jié)陶瓷體。在一個方面，燒結(jié)陶瓷體包含40-95重量％的量的WC、5-30重量％的量的氧化鋁以及至少1重量％的量的W₂C。在一些實施例中，W₂C以選自表I的量存在于燒結(jié)陶瓷體中。

表I-W₂C含量(重量％)