[發明專利]一種金屬陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 202310457324.7
• 申請日: 2023-04-26
• 公開（公告）號: CN116162838B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 鐘志強;薛彥;殷磊;陳邦明;唐彥淵;徐國鉆;羊求民
• 申請（專利權）人: 崇義章源鎢業股份有限公司;贛州澳克泰工具技術有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C22C29/16;C22C1/051;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 武漢金睿科知識產權代理事務所(普通合伙) 42322
• 代理人: 原明云

本發明屬于金屬陶瓷技術領域，具體為一種金屬陶瓷及其制備方法，其硬質相由具有不同組成和形態的四種以上晶粒形成的硬質相；且在該金屬陶瓷的掃描電子顯微鏡照片中，可以觀察到包括黑色氮碳化鈦、薄環和厚環的第一硬質相，其中芯相呈純黑色；呈現深灰色芯?環結構粒子的第二硬質相；呈現高亮度白芯?灰環的第三硬質相；以及呈現均質灰相和灰白色芯核?灰環結構粒子組成的第四硬質相；此外，還可以觀察到呈現白色的粘結相，所述粘結相為鈷、鎳的至少一種。通過本發明制備方法可以制備一種有多種固溶結構的功能復合材料，具備優異的室溫韌性和高溫強度以及抗熱振性能，作為切削材料可獲得優異的加工表面質量。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷技術領域，具體為一種金屬陶瓷及其制備方法。

背景技術

Ti(C,N)基金屬陶瓷是通過粉末冶金方法用軟質的過渡族金屬(Ni、Co)同?TiC、TiN、Ti(C,N)等陶瓷基體相以及二次碳化物(如Mo₂C、WC、TaC等)粘結制成，與硬質合金工具比較，對鐵的耐親和性、高溫強度都更優秀，是一種具有高硬度、高耐磨性復合材料，它廣泛應用于高速精密切削加工領域，以獲得良好的表面光潔度。

然而，伴隨當下要求加工效率的不斷提高，普通金屬陶瓷在高溫高速切削條件下，抗崩損性較差的特性被突出，易發生突然崩損從而減少工具壽命，同時影響被加工件的表面光潔度。為取得理想的屈服強度、紅硬性、抗塑性形變、抗磨損等性能，則目前用于制備車削、銑削鋼材的切削刀具的金屬陶瓷及其制備方法仍有待改進。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明的主要目的是提出一種金屬陶瓷及其制備方法。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

一種金屬陶瓷，包括：硬質相和粘結相；

所述硬質相不少于4種，為元素周期表第IVB、VB、VIB族中的至少一種金屬元素的碳化物、氮化物、或氮碳化物及其相互固溶的至少一種，包括：

呈現黑色芯核的以碳化鈦、氮化鈦、氮碳化鈦為主的第一硬質相，并且其50%以上粒子粒徑大于1μm；

呈現深灰色芯-環結構的以碳化鈦、氮化鈦、1~20wt%的碳化鈮和碳化鉬、以及上述氮碳化物固溶體為主的第二硬質相；

呈現高亮度白芯-灰環結構的以碳化鎢、碳化鉭、碳化鋯、以及上述碳化物固溶體為主的第三硬質相，其中高亮度白芯為條狀和類球形混合結構，50%以上白芯長徑比大于3，粒子寬度小于0.4μm；

呈現灰白色芯核-灰環結構的以碳化鎢、碳化鈦、碳化釩、氮化鈦、以及上述氮碳化物固溶體為主第四硬質相；

所述粘結劑呈現白色，為鈷、鎳的至少一種。

作為本發明所述的一種金屬陶瓷的優選方案，其中：所述第一硬質相、第二硬質相、第四硬質相為：以鈦為主的元素周期表第IVB、VB、VIB族中至少一種金屬元素的碳化物、氮化物、或氮碳化物及其固溶體，且含有W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、Zr元素中的一種以上的固溶比為2~50%。

作為本發明所述的一種金屬陶瓷的優選方案，其中：所述第三硬質相為：以鈦為主的元素周期表第IVB、VB、VIB族中至少一種金屬元素的碳化物、氮化物、或氮碳化物及其固溶體，且含有W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、Zr元素中的一種以上的固溶比在50~95%。

作為本發明所述的一種金屬陶瓷的優選方案，其中：以所述金屬陶瓷的截面為基準，第一硬質相的面積占比為40~70%，第二硬質相的面積占比為5~15%，第三硬質相和/或第四硬質相的面積占比為20~40%，其余為粘結相。