[發明專利]一種納米粒子界面強化的高氮含量Ti(C,N)基金屬陶瓷材質及其制備方法

有效

• 申請號: 202010013582.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111378888B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 董定乾;向新;楊偉;黃波;陳虹松
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C29/04;C22C1/05;C22C1/10;B22F9/04;B22F3/10;B22F3/24;C23C8/24
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李穎

1.一種納米粒子界面強化的高氮含量Ti(C,N)基金屬陶瓷材質，其特征在于，包括壓制混合粉末，所述壓制混合粉末的配料包括：

(MoTi)(C_x,N_1-x) 10～20 wt %，

WCR 12～25wt%，

ZrNbC 2.5～5wt%，

ZrNbHfC 0～5wt%，

TiC納米粉末 3～10wt%，

TiN納米粉末 0～10wt%，

Co-Ni 6～20 wt%，

碳粉 0.35～1.5wt%，

所述壓制混合粉末的配料還包括以下化合物中的至少一種：

(TiWTa)(C_x,N_1-x) 4.5～25 wt %，

(TiWNb)(C_x,N_1-x) 0～25 wt %，

其余量為主成分Ti (C_x, N_1-x)；

其中，Ti (C_x, N_1-x)粉末、(MoTi)(C_x, N_1-x)粉末、(TiWTa)(C_x,N_1-x)粉末、(TiWNb)(C_x,N_1-x)

粉末中的氮含量X的取值為: 0.4≤X≤0.5；WCR中含有V元素的質量比0.20～0.25%，Cr元素的質量比0.35～0.50%；主成分Ti (C_x, N_1-x)中的氮量處于高氮比例；所述的一種納米粒子界面強化的高氮含量Ti(C,N)基金屬陶瓷材質的制備方法，包括如下步驟：

（1）按上述質量百分比取配料中的原料粉末，置于攪拌機中混合均勻后將粉末置于真空爐內進行脫氧處理，得混合粉末料；

（2）將混合粉末料裝入球磨罐中，加入分散劑和成型劑充分溶解；

（3）充分溶解后，將合金球置入球磨罐中濕磨，濕磨方式為滾動機球磨，得混合料漿；

（4）混合料漿過60～180目篩，沉淀1～2h；

（5）將沉淀混合料置入真空干燥箱中，去除溶劑溫度為100～140℃，干燥時間為1～3h；

（6）將干燥后的混合料脫蠟或脫膠，脫蠟或脫膠燒結在真空或氫氣條件下進行，真空度低于10Pa或氫氣純度高于99.995%，以3～5 ℃/min的速度從室溫升至脫蠟或脫膠燒結溫度，脫蠟或脫膠燒結溫度為420～500 ℃，保持時間為1～3.5h；

（7）混合料脫蠟或脫膠后進行固相燒結，固相燒結的保溫溫度為1220～1330℃，保溫時間為1～8小時，在保溫時充入均勻混合氣體，燒結氣壓為500～8000 Pa；

（8）固相燒結后進行液相燒結，液相燒結的溫度為1400～1500 ℃，燒結保溫時間為1～4h，同時通入1～10 MPa的氬氣氣體，氬氣氣體純度大于99.995%，其氣壓優選4～6 MPa；

（9）液相燒結保溫完畢后進行冷卻，隨爐冷卻至室溫獲得金屬陶瓷燒結合金體；

（10）對金屬陶瓷燒結合金體高溫氮化處理，得納米粒子界面強化的高氮含量Ti(C,N)基金屬陶瓷材質。

2.根據權利要求1所述的一種納米粒子界面強化的高氮含量Ti(C,N)基金屬陶瓷材質，其特征在于，所述壓制混合粉末的配料包括35～52wt% Ti(C,N)，4.5～12.5 wt % (TiWTa)(C_x,N_1-x)或(TiWNb) (C_x,N_1-x)微米粉末，12～20 wt % WCR微米粉末，2.5～3.5wt%ZrNbC或ZrNbHfC，15～20 wt % (MoTi)CN微米粉末，6～15 wt% Co-Ni，3～3.5wt% TiC納米粉末，1.25～3.5wt% TiN納米粉末，0.8～1.2 wt %碳粉。