一种非磁性金属陶瓷合金、应用及其制备方法与流程

本发明属于合金的产品的制造领域，尤其涉及一种非磁性金属陶瓷合金、应用及其制备方法。

背景技术：

锂离子电池的制造工序中，有电极箔片的切断工序，作为其刀具使用的是工业切刀。本专利的目的在于、在该领域内使用金属陶瓷材料来代替以往的硬质合金。

此次金属陶瓷的主要成分碳氮化钛作为稀有金属钨的替代材料使用，因与金属的亲和性低，主要作为切削工具对精密切削有效使用。但是，缺乏韧性，为了改善它、作为加入了金属材料的金属陶瓷，需要进行材质改善。

金属陶瓷的结晶组织的典型是作为骨格的灰色相是硬质相，主要使用碳氮化钛和碳化钛，连接其周围硬质相的白色相是各种金属结合材料，可以改变韧性、热传导性、耐磨性、与金属的亲和性等各种特性。

通常碳氮化钛金属陶瓷用于工具，添加粘结材料赋予弯曲强度、韧性、耐磨性。但是，为了改善机械特性需要很多粘结材料，所以一定要增加与铝亲和性很高的金属材料。

因此，一般在市场上出现的碳氮化钛金属陶瓷，有铝附着的趋势，没有对电池切割有所期待。但是，仅仅是减少各种金属粘结材料的添加量、会因连接硬质材料的材料不够，导致出现孔隙，无法达到所要求的机械特性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，通过我们对硬质材料进行了致密配置、使其即使减少了粘结材料的用量也不会出现孔隙，保持具有弯曲强度和韧性硬质相的粒度和形状。并且，进一步配制了把粘结材料的添加量减到最少、能够改善韧性的金属材料，开发出了不易附着铝的新型碳氮化钛金属陶瓷。

未解决上述问题，发明的技术方案是，一种非磁性金属陶瓷合金，其特征在于：包括ticn，mo2c，co，ni，nbc，vc，zrc以及wc粉。

进一步的，所述ticn，mo2c，co，ni，nbc，vc，zrc以及wc粉，按照如下重量百分比的组分进行混合料配比：ticn40-70％，mo2c10％以下，co8％以下，ni9％以下，nbc6％以下，vc2.0％以下，zrc0.3％,余量为wc粉。

进一步的，所述ticn的费氏粒度为1-3um；mo2c的费氏粒度为3-5um；co的费氏粒度为1-4um；ni的费氏粒度为1-3um；nbc的费氏粒度为1-3um；vc的费氏粒度为1-4um；zrc的费氏粒度为1-4um；wc粉的费氏粒度为1-10um。

进一步的，所述的硬质相为wc、ticn、moc2、nbc中的一种或多种形成固溶体。

进一步的，所述的粘结相为co和ni中的一种或两种形成固溶体。

所述的非磁性金属陶瓷合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料、球磨：按照重量百分比的组分将wc、ticn，mo2c，co，ni，nbc，vc，zrc原料粉末投入球磨机进行球磨，球磨时间30-60小时；

(2)喷雾干燥制粒：将球磨后的混合料通过喷雾干燥、过筛；

(3)成型：采用模压成型、等静压成型或挤压成型的任一方法获得所需要的形状；

(4)烧结：对成型后的压坯进行烧结，烧结温度1450-1600℃，保温60-90分钟，获得致密的非磁性金属陶瓷合金。

进一步的，所述球磨方式为湿磨。

一种刀片，由权利要求1-4任一所述陶瓷合金制成。

所述的非磁性金属陶瓷合金的应用，其特征在于：用于加工电池刀。

进一步的，所述电池刀为锂离子电池刀。

本发明的有益效果：对硬质材料进行了致密配置、使其即使减少了粘结材料的用量也不会出现孔隙，保持具有弯曲强度和韧性硬质相的粒度和形状。采用上述配比的金属陶瓷改善了产品渗碳或脱碳缺陷，因其具有非磁性的特征，强化了粘结相ni、co与硬质相wc的耐腐蚀能力，且金属陶瓷合金的晶粒细化。

附图说明

图1为本发明非磁性金属陶瓷合金制成的刀片切割电极箔片中的切断面；

图2为一般刀片切割电极箔片中的拉丝和毛边切断面；

图3为一般刀片切割电极箔片中的芯体移位切断面；

图4为一般刀片切割电极箔片中的芯体断线切断面；

图5为一般刀片切割电极箔片中的活性物质的上方有剥落切断面；

图6为一般刀片切割电极箔片中的工件上面呈波浪形、卷起时发生不良切断面。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。

一种非磁性金属陶瓷合金，混合料配比质量份及粒度为：

球磨料：ticn58份，mo2c8份，co7份，ni8份，nbc5份，vc1份，zrc0.18份,余量为wc粉；

ticn的费氏粒度为1-3um；mo2c的费氏粒度为3-5um；co的费氏粒度为1-4um；ni的费氏粒度为1-3um；nbc的费氏粒度为1-3um；vc的费氏粒度为1-4um；zrc的费氏粒度为1-4um；wc粉的费氏粒度为1-10um。

成型剂、分散剂：石蜡2份；油酸0.1份。

球磨介质酒精：每千克球磨料添加酒精660ml。

球料比：4:1。

采用上述配比的金属陶瓷改善了产品渗碳或脱碳缺陷，因其具有非磁性的特征，强化了粘结相ni、co与硬质相wc的耐腐蚀能力，且金属陶瓷合金的晶粒细化。金属陶瓷合金的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能都得到提高。

一种非磁性金属陶瓷合金制备方法；

(1)配料、球磨：按照混合料的质量份组分将wc、ticn，mo2c，co，ni，nbc，vc，zrc原料粉末投入球磨机进行球磨，球磨方式为湿磨，球磨时间30-60小时。

(2)喷雾干燥制粒：将球磨后的混合料浆通过喷雾干燥、过筛，得到粒度均匀、氧含量低、含水量低的金属陶瓷混合料。

(3)成型：采用模压成型、等静压成型或挤压成型的方法获得所需要的形状，成型压坯具有一定的强度。

(4)烧结：对成型后的压坯进行烧结，固溶体形成时采用300-1000pa的氮气氛烧结；烧结温度1450-1600℃，保温60-90分钟，获得致密的金属陶瓷合金。

一种上述非磁性金属陶瓷合金制成的锂离子电池刀，如图1所示，本发明非磁性金属陶瓷合金制成的刀片切割电极箔片中的切断面是指不产生拉丝、毛边、芯体异常、活性物质异常、带刺、喇叭形的切断面。

如图2所示，一般刀片切割电极箔片中的切断面，从正中间的一层铝箔开始发生拉丝和毛边。

如图3所示，一般刀片切割电极箔片中的切断面，出现芯体移位，正常应该在正中间的铝箔移位到了上侧。

如图4所示，一般刀片切割电极箔片中的切断面，出现芯体断线，芯体中途断了

如图5所示，一般刀片切割电极箔片中的切断面，出现活性物质的剥离和脱落，活性物质的上方有剥落。

如图6所示，一般刀片切割电极箔片中的切断面，出现喇叭形，工件上面呈波浪形、卷起时发生不良。

可以看出，一般的碳氮化钛金属陶瓷刀具，添加粘结材料赋予弯曲强度、韧性、耐磨性。但是，为了改善机械特性需要很多粘结材料，所以一定要增加与铝亲和性很高的金属材料。因此，一般在市场上出现的碳氮化钛金属陶瓷，有铝附着的趋势，通过图1-6的对比，现目前在世面上出现的碳氮化钛金属陶瓷刀具不满足切割电极箔片的条件。

我们对硬质材料进行了致密配置、使其即使减少了粘结材料的用量也不会出现孔隙，保持具有弯曲强度和韧性硬质相的粒度和形状。并且，进一步配制了把粘结材料的添加量减到最少、能够改善韧性的金属材料，开发出了易附着铝的新型碳氮化钛金属陶瓷。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。