专利名称：一种高强韧性Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法
—种高强韧性Ti (C1 N)基金属陶瓷及其制备方法技术领域
本发明属于金属基复合材料及其制备方法，涉及一种高强韧性Ti (C，N)基金属陶瓷及其制备方法。
背景技术：
Ti (C，N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性，而且还具有优良的化学稳定性，与金属间的摩擦系数也很低。如用作制备刀具，与常用的硬质合金相比，它在以下几个方面有明显的优势可以允许有较高的切削速度和较大的进刀量，被加工件有较好的表面性能，刀具的耐磨性能更高。在日本，其在工具市场的占有量逐年升高。我国八五期间有关部门也投入大量力量并已研制出一些牌号的Ti (C，N)基金属陶刀具，但性能不稳定，与国外的材料相比，其综合力学性能偏低，因而国产金属陶瓷刀具应用范围至今较小。 表I是两种典型Ti (C，N)基金属陶瓷的性能。
表I典型Ti (C，N)基金属陶瓷的性能
权利要求
1.一种高强韧性的Ti (C，N)基金属陶瓷，其成分特征包括以质量份计的以下组份C为7.O 8. 7，N 为 3. O 3. 9，Ti 为 35 44，Ni 为 22 32，Mo 为 12 18，W 为 5 8，Cr为 O. 5 2. O，Nb 为 I. O 2. 5。
2.根据权利要求I所述的高强韧性的Ti(C，N)基金属陶瓷，其特征在于上述成分配比中，O. 5-1. O份的碳由纳米碳管引入;Ti*Ti(C，N)固溶体引入，该固溶体由70-90被％粗晶粒的Ti (C，N)和10-30被％细晶粒的11((，N)组成，其中粗晶粒的尺寸为4-10 μ m，细晶粒陶瓷相的尺寸是粗晶粒陶瓷相的1/40-1/10。
3.高强韧性Ti(C，N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤 (O采用等离子体对纳米碳管进行表面改性处理，在辉光放电等离子炉中进行，辉光放电等离子处理过程中，所用氩气纯度> 99. 0%，充入炉腔内氩气压力为40-150Pa，工作电压为600-800V，工作电流为O. 4 - O. 6A，处理时间为30_60min ； (2)配制符合下述要求的混合料，其成分质量份数为C为7. O 8. 7，N为3. O 3. 9，Ti 为 35 44，Ni 为 22 32，Mo 为 12 18，W 为 5 8，Cr 为 O. 5 2. 0，Nb 为 I. O ·2.5; 上述成分配比中，O. 5-1. O份的碳由纳米碳管经超声分散后引入；Ti*Ti(C，N)固溶体引入，该固溶体由70-90wt%粗晶粒的Ti (C，N)(晶粒尺寸为4-10 μ m)和10_30wt%细晶粒的Ti (C，N)组成，其中细晶粒陶瓷相的尺寸是粗晶粒陶瓷相的1/40-1/10; (3 )混料，混料工序在行星式球磨机中进行； (4)加入成型剂，所加入的成型剂为聚乙烯醇，加入比例为混合料的3wt%； (5)压制成型，所用压制压力为250MPa; (6)脱脂，在真空度高于IOPa的真空炉中进行，在200-400°C之间的升温速度为·O.3-0. 50C /min; (7)真空烧结，在真空烧结炉中进行，真空度高于I.OXKT1Pa ;所述的真空烧结分为两个阶段，首先将压坯升温至1330-1370°C，不保温；然后直接降温至1200-125(TC，保温·8-20h。
全文摘要
一种高强韧性Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法，包括以质量份计的以下组份C为7.0～8.7，N为3.0～3.9，Ti为35～44，Ni为22～32，Mo为12～18，W为5～8，Cr为0.5～2.0，Nb为1.0～2.5。其中0.5-1.0份的碳由纳米碳管引入；Ti由Ti(C,N)固溶体引入，该固溶体由70-90wt%粗晶粒(晶粒尺寸为4-10μm)和10-30wt%细晶粒组成，其中细晶粒陶瓷相的尺寸是粗晶粒陶瓷相的1/40-1/10。制备方法特点在于先采用等离子体对纳米碳管进行表面改性处理，然后进行超声分散，将其加入到混合料中；配制符合成分要求的混合料，依次经混料、成型、脱脂、通过特殊的组合真空烧结方法得到金属陶瓷烧结体。所述方法可以使该金属陶瓷同时具有较高的硬度，抗弯强度和断裂韧性。
文档编号C22C1/05GK102925777SQ201210427658
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者郑勇, 周伟, 赵毅杰, 吕学鹏 申请人:南京航空航天大学