[發(fā)明專利]制備金屬陶瓷的強化相體系及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711455910.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108220735B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏焰;邱嵩;劉毅;黃建華;張鹛媚
• 申請（專利權(quán)）人: 成都美奢銳新材料有限公司
• 主分類號: C22C29/04
• 分類號: C22C29/04;C22C30/00;C22C32/00;C22C1/05
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發(fā)明公開了制備金屬陶瓷的強化相體系及其制備方法。該制備金屬陶瓷的強化相體系包括由重量份數(shù)為4～8份的第一組分、0.5～3份的第二組分和2～5份的第三組分經(jīng)混合球磨所得到的混合粉末；所述第一組分為氮?鋁化合物粉、氮?硅化合物粉、氮?鉈化合物粉、氮?釷化合物粉、硅?鎳化合物粉、鎳?鉈化合物粉、鋁?鉈化合物粉和鈮?鋁化合物粉中的任意幾種；所述第二組分為稀土硼化物粉、稀土氧化物粉、稀土碳化物粉、硼?鉻化合物粉、硼?鈦化合物粉、硼?銦化合物粉中的任意幾種；所述第三組分為磨料粉。該強化相體系的制備方法包括以下步驟：(1)將所述第一組分、第二組分和第三組分混合并濕磨5～10h；(2)冷凍干燥即得該強化相體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及制備金屬陶瓷的強化相體系及其制備方法。

背景技術(shù)

碳氮化鈦(Ti(Cx,Ny))基金屬陶瓷是一類以碳氮化鈦或碳化鈦與氮化鈦的混合粉為硬質(zhì)相主要原料、以鐵族金屬為粘結(jié)相原料，且通過粉碎、混合、模壓、燒結(jié)所形成的復(fù)合材料。碳氮化鈦基金屬陶瓷具有良好的使用性能，在切削加工中顯示出較高的紅硬性、強度，較低的腐蝕性、導(dǎo)熱性和摩擦系數(shù)，同時也具有較長的壽命以及被加工工件表面具有較高的表面光潔度的特點。隨著金屬陶瓷材料的發(fā)展，其加工的工件種類越來越多，加工條件越來越惡劣，加工質(zhì)量要求越來越高，因此，材料本身性能的進一步提高成為了研究的主要方向。

目前，為提高碳氮化鈦基金屬陶瓷的硬度、斷裂韌性和抗彎強度，本領(lǐng)域的研究主要集中在過渡族金屬碳化物的添加方面。傳統(tǒng)的添加方法存在以下缺點：1)單純采用機械混合的方法使過渡族金屬碳化物粉末與碳氮化鈦粉末混合，雖然燒結(jié)時可在硬質(zhì)相碳氮化鈦上形成固溶體或過渡層化合物構(gòu)成的環(huán)形殼層，但該環(huán)形殼層通常并不完整，以至硬質(zhì)相中一部分的碳氮化鈦和粘接相金屬直接接觸，引起硬質(zhì)相脫碳等問題，使金屬陶瓷的斷裂韌性和抗彎強度下降；2)由于各種過渡族金屬碳化物的相互兼容性較差，即使在反應(yīng)初期加入多種過渡族金屬碳化物，但燒結(jié)形成的環(huán)形殼層中的多種過渡族金屬碳化物并未有效固溶于一體，從而不能有效地使碳氮化鈦與粘結(jié)相穩(wěn)固結(jié)合，使綜合改進效果反而不明顯，因此，通常采用單一過渡族金屬碳化物來對碳氮化鈦基金屬陶瓷進行改進。

本發(fā)明的申請人在公開號為CN102839311B的中國發(fā)明專利中公開了一種采用AlN納米線為強化相原料來提升金屬陶瓷性能的方法。又在公開號為CN102839311B的中國發(fā)明專利中公開了一種采用納米立方氮化硼為強化相原料來提升金屬陶瓷性能的方法。上述兩種方法雖然在一定程度上對金屬陶瓷的性能進行了改進，但改進效果不明顯，并且具有一定形貌和較小粒徑的原料獲取難度高。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠增強增韌的金屬陶瓷的制備方法，以及實施該制備方法時所使用的原料粉。其次，本發(fā)明還要提供一種強化相體系及其制備方法，該強化相體系可以顯著提升金屬陶瓷的硬度、斷裂韌性和抗彎強度。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，首先提供了一種制備金屬陶瓷的強化相體系。該制備金屬陶瓷的強化相體系包括由重量份數(shù)為4～8份的第一組分、0.5～3份的第二組分和2～5份的第三組分經(jīng)混合球磨所得到的混合粉末；所述第一組分為氮-鋁化合物粉、氮-硅化合物粉、氮-鉈化合物粉、氮-釷化合物粉、硅-鎳化合物粉、鎳-鉈化合物粉、鋁-鉈化合物粉和鈮-鋁化合物粉中的任意幾種；所述第二組分為稀土硼化物粉、稀土氧化物粉、稀土碳化物粉、硼-鉻化合物粉、硼-鈦化合物粉、硼-銦化合物粉中的任意幾種；所述第三組分為磨料粉。