专利名称：超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷工具的制备方法
技术领域：
本发明属于金属粉未冶金材料技术领域,具体涉及一种超细晶粒Ti (C, N)基金属陶瓷工具的制备方法。
背景技术：
众所周知，材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和发展的重要物质基础。这是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。当今世界，能源、信息、材料已经成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，金属陶瓷材料正已其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，其发展之快，作用之大，另世人瞩目。金属陶瓷材料具有密度小、硬度高、耐磨、导热性好、比强度高、比模量高、高温、耐磨蚀和耐磨损等特性。在众多场合已被作为新
材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要组成部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷作为我国高技术发展的一个重要领域。Ti (C，N)基金属陶瓷是一种颗粒型复合材料，是在TiC基金属陶瓷的基础上发展起来的新型金属陶瓷。Ti(C，N)基金属陶瓷具有高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蚀等一系列优良综合性能，在加工中显示出较高的红硬性和强度，它在相同硬度时耐磨性高于WCCo硬质合金，而其密度却只有硬质合金的1/2。因此，Ti (C，N)基金属陶瓷刀具在许多加工场合下可成功地取代WC基硬质合金而被广泛用作工具材料，填补了 WC基硬质合金和A1203陶瓷刀具材料之间的空白。我国金属钴资资源较为贫乏，而作为一种战略性贵重金属，近年来钴的价格持续上场，因此，Ti (C，N)基金属陶瓷刀具材料的研制开发和广泛应用，不仅可推动我国硬质合金材料的升级换代，而且在提高国家资源保障程度方面也具有重要的意义。而现有T1 (C，N)基金属陶瓷工具硬度低，强度差，切削和钻削性能差，韧性差，使用寿命短等缺陷。
发明内容
本发明的目的是根据上述存在的问题，而研制一种超细晶粒T1 (C，N)基金属陶瓷工具的制备方法本发明是通过在配料中采用添加多种碳化物、采用模压与挤压相结合的压制工艺、采用真空烧结与低压烧结相结合的烧结工艺，利用粉末冶金的原理，借用硬质合金的生产工艺，摸索出了一条生产超细晶粒Ti (C，N)基金属陶瓷工具的工艺路线。解决了现有Ti(C7N)基金属陶瓷工具的技术缺陷，精选原料，利用独特的配料、压制和烧结工艺，使合金晶粒度可达到O. 8微米以下。与常规生产方式生产的Ti (C，N)基金属陶瓷工具相比，可得至祖织更细小更均勻、致密性好、密度低、硬度高、强度高、切削和钻削性能好、韧性好、使用寿命长等特点。产品可达到以下技术指标硬度92_93HRN强度2000-21OOMpa
密度6.3-6. 5g/cm3 晶粒度0. 8 微米本发明是这样实现的，将Ti (C，N)粉、碳化钨粉、碳化锆粉、碳化钥粉、钴粉、镍粉，(Ta，Nb)C粉按比列进行配比均匀混合，经过压制、烧结工艺，制取Ti (C，N)基金属陶瓷工具。生产过程主要是通过粉末冶金的配料、压制、烧结理论来实现，同时通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全，紧密结合。生产制备工艺过程(I)原料Ti (C，N)粉、碳化钨粉、碳化钥粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb) C粉，粉末的纯度要大于99. 5%,粒度小于5微米； (2)原料制配Ti (C，N) :50-70%钴粉2· 8-5. 7%碳化钨粉8·5-14. 2%镍粉9.1-13. 8%碳化锆粉0·2-0. 8%(Ta，Nb) C 粉1· 8-5. 8%碳化钥粉5·5-13. 3%(3)配料混合工艺制度(在湿磨机中进行):物料重量100-200(kg/ 批);混合时间40-90(小时)；(4)压制将混合均匀的物料经过掺胶制粒后进行压制(常规粉末冶金压制工艺，模压和挤压相结合)(5)烧结将压制后的半成品进行真空烧结和低压烧结；烧结温度1400-1500(°C )(6)产品的包装与标识。
附图为本发明生产工艺流程图
具体实施例方式本发明的Ti (C，N)基金属陶瓷切削工具具有如下特点I、公司生产的Ti (C，N)基金属陶瓷，是陶瓷与金属的合成词，区别于硬质合金的硬质成分属于WC系，金属陶瓷以Ti系碳化物、氮化物为主要成分，也被称为Ti系硬质合金。2、ZYT15 =Ti (C，N)基金属陶瓷，提高了化学稳定性和耐磨性，结合锋利的切刃槽型使用，无论在高速和低速条件下都能保证加工件的表面质量。韧性好，具有极好的抗塑性变形和积屑瘤性。适合于钢、不锈钢、铸铁的半精和精加工。3、金属陶瓷刀片的特性金属陶瓷刀片比陶瓷刀片韧性更高，比硬质合金更加耐磨且切削速度更快，金属陶瓷具有精湛的表面抛光技术以及高速加工技术。拥有对于低碳钢、碳素钢、合金钢和不锈钢的高速精加工及铣削技术，能达到精湛的车削、槽、镗孔、轴承及铣削加工水平。是具有抗崩刃性和耐磨损性优良的金属陶瓷。拥有精良的导热性以及磨性，钢材加工的最佳选择，适合钢材的车削、槽、镗孔、轴承及铣削加工。广泛覆盖了钢的精加工到粗加工领域。
4、硬度高达93. OHRA,强度高达2. 0-2. IGpa,密度6. 3-6. 5g/cm3,晶粒度小于O. 8微米，属于超细金属陶瓷。技术关键点。工艺路线的选择本项目工艺路线不同于国外，而是借鉴了硬质合金的生产工艺，进行工艺优化，工艺参数便于控制。添加剂的选择添加剂选择依据促进晶粒发育完整、湿润性好，提高产品致密性，对产品各项指标不产生影响。据此选择了原料Ti (C，N)粉和碳化乌粉、碳化锆粉、碳化钥粉、钴粉、镍粉， (Ta，Nb) C粉等多种添加剂，这些物质相结合，既能促进促进晶粒发育完整，又能提高其致密性和强度、硬度、韧性等技术指标。
权利要求
1.一种超细晶粒Ti(C，N)基金属陶瓷工具的制备方法，其特征是将Ti (C，N)粉、碳化钨粉、碳化钥粉钴粉、镍粉，(Ta，Nb)C粉按比列进行配比均匀混合，经过压制、烧结工艺，制取Ti(C7N)基金属陶瓷工具，生产过程主要是通过粉末冶金的配料、压制、烧结，同时通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全，紧密结合。
2.一种超细晶粒Ti (C，N)基金属陶瓷工具的制备方法，其特征生产制备工艺如下 (1)原料Ti(C，N)粉、碳化钨粉、碳化钥粉、钴粉、镍粉、(Ta，Nb) C粉，粉末的纯度要大于99. 5%,粒度小于5微米； (2)原料制配 Ti (C，N) :50-70%钴粉2.8-5. 7% 碳化钨粉8. 5-14. 2%镍粉9. 1-13. 8% 碳化锆粉2-0. 8%(Ta，Nb) C 粉L 8-5. 8% 碳化钥粉5. 5-13. 3% (3)配料混合工艺制度(在湿磨机中进行): 物料重量100-200 (kg/批); 混合时间40-90(小时)； (4)压制将混合均匀的物料经过掺胶制粒后进行压制(常规粉末冶金压制工艺，模压和挤压相结合)； (5)烧结将压制后的半成品进行真空烧结和低压烧结； 烧结温度1400-1500 (°C ) (6)产品的包装与标识。
全文摘要
本发明涉及一种超细晶粒Ti(C，N)基金属陶瓷工具的制备方法，该Ti(C，N)基金属陶瓷是将Ti(C，N)粉、碳化钨粉、碳化钼粉、钴粉、镍粉，(Ta，Nb)C粉按比例进行配比均可混合，经过压制，烧洁工艺，制取Ti(C，N)基金属陶瓷工具，其生产过程主要是通过粉来治金的配料，压制、烧洁，同时通过各种金属和碳化物之间的高热固熔反应和粘结作用，促使合金晶粒反应完全，紧密结合。它是具有抗崩刃性和耐磨损性优良的金属陶瓷。拥有精良的导热性以及磨性，适合钢材的车削、槽、镗、孔、轴承及铣削加工。
文档编号C22C1/05GK102816964SQ20121008790
公开日2012年12月12日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者刘昭晖 申请人:刘昭晖