[發明專利]基于(Ti,Me)CN-Mx

有效

• 申請號: 201810159485.7
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN108213410B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 趙明建;陳一可
• 申請（專利權）人: 成都錦鈦精工科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C29/04;C22C29/02;B22F9/04;B22F9/14;B22F9/10;B33Y70/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

本發明公開了一種基于(Ti,Me)CN?M_xC?Co的涂層噴涂和3D打印金屬陶瓷材料及其制備方法，金屬陶瓷材料為球形粉末，組分組成以質量百分比計包括：(Ti,Me)CN?M_xC?Co和選自Ni、Mo和Fe中的至少一種，(Ti,Me)CN的含量為20～94％，M_xC的含量為1～40％，Co和選自Ni、Mo和Fe中的至少一種的含量為5～40％；金屬Me為W、Mo、Ta、V、Cr、Nb和Zr中的至少一種；碳化物MxC為WC、MoC、Mo2C、TaC、Cr3C2、NbC、VC和ZrC中的至少一種。通過混料干燥、球形化粉末、燒結處理制取。粉末球形化可以采用滾筒球化、射頻等離子球化或噴霧造粒球化等方法進行。本發明提供的金屬陶瓷材料，用作涂層材料提高了涂層與基體間的結合力，用作3D打印材料，可提高3D打印產品的質量。

技術領域

本發明屬于熱噴涂涂層材料和3D打印材料領域，特別是涉及一種涂層噴涂和 3D打印用的金屬陶瓷復合合金材料及其制備方法。

背景技術

金屬工件的失效方式主要是磨損引起的。盡管采取熱處理，變質處理，摻雜等手段能夠提高其耐磨性，但對表面硬度的提高十分有限，限制了其潛力的發揮。進而，工件表面的涂層技術應運而生，而金屬陶瓷也被當做常用的涂層材料使用。通常金屬陶瓷材料的硬度越高，其表面抗變形的能力越強，耐磨性越好，當其作為涂層使用時，越有利于提高工件表面的耐磨性；而其強韌性(強度和韌性)越高，其抗沖擊性越好。因此，硬度和強韌性已成為評價金屬陶瓷性能的重要指標。而傳統的金屬陶瓷涂層材料，由于其主要常規尺寸和形狀的原料粉末，經過簡單混合后直接使用。其優點是成本較低，但缺點是由于粉末尺寸分布范圍大，形貌不均勻，將導致噴涂材料與基體的結合性變差，以及在熱噴涂過程中的復雜反應，其成分的均勻性也是一大問題。這些問題將導致涂層的性能變差，從而導致工件使用過程中涂層材料開裂，脫落等現象的發生，影響產品的使用。

對于金屬陶瓷材料的3D打印而言，其本質上來講是一種快速成型技術。一些復雜形狀的金屬陶瓷工件采用傳統的粉末冶金技術很難實現一體制備成型，且所采用的傳統粉末冶金原料，又較難達到3D打印技術對其原料的要求。在3D打印快速成型過程中，傳統粉末冶金的原料很難達到傳統粉末冶金產品的高致密性和高力學性能。所以作為3D打印的金屬陶瓷原料一般要求均勻的球形粉末，而現在常用的粉末球形化粉末的方法(如氣流球形化)成本較高，商業化應用受到較大的限制。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的現狀與不足，提供一種基于(Ti,Me)CN-M_xC-Co的涂層噴涂和3D打印金屬陶瓷材料及其制備方法，以提高涂層的性能和涂層與基體間的結合力，滿足3D打印對金屬陶瓷原料的要求，提高3D打印產品的質量，降低原料成本。

本發明提供的基于(Ti,Me)CN-M_xC-Co的涂層噴涂和3D打印金屬陶瓷材料，為球形粉末，組分組成以質量百分比計包括：(Ti,Me)CN-M_xC-Co和選自Ni、Mo和Fe 中的至少一種，(Ti,Me)CN的含量為20～94％，M_xC的含量為1～40％，Co和選自 Ni、Mo和Fe中的至少一種的含量為5～40％；金屬Me為W、Mo、Ta、V、Cr、Nb 和Zr中的至少一種；TiCN-MxC-Co中的碳化物MxC為WC、MoC、Mo2C、TaC、 Cr3C2、NbC、VC和ZrC中的至少一種。

在上述金屬陶瓷復合合金球形粉末技術方案中，所述(Ti,Me)CN中的Me，其含量優先控制在Ti與Me總質量5～40％的范圍。

上述金屬陶瓷材料的制備方法，包括以下工藝步驟：

(1)混料干燥，將配方量的各原料粉末和球磨劑加入到球磨混合設備中充分球磨混合得到混合料，將得到的混合料置于烘干設備充分烘干，得到烘干混合料；