專利名稱：超細(xì)晶粒Ti(C,N)基金屬陶瓷工具的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬粉未冶金材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種超細(xì)晶粒Ti (C, N)基金屬陶瓷工具的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，材料是人類文明的里程碑，是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。這是材料的使用、發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，才使人類在與自然界的斗爭中，走出混沌蒙昧的時代，發(fā)展到科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天。當(dāng)今世界，能源、信息、材料已經(jīng)成為人類現(xiàn)代文明進(jìn)步的標(biāo)志，繼金屬、有機(jī)高分子材料以后，金屬陶瓷材料正已其卓越的性能、繁多的品種和廣泛的用途進(jìn)入各行各業(yè)，其發(fā)展之快，作用之大，另世人矚目。金屬陶瓷材料具有密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好、比強(qiáng)度高、比模量高、高溫、耐磨蝕和耐磨損等特性。在眾多場合已被作為新
材料的代名詞，成為現(xiàn)代高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是發(fā)展現(xiàn)代國防所不可缺少的重要組成部分，引起了世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家的高度重視，紛紛投入巨資進(jìn)行研究開發(fā)，把金屬陶瓷作為我國高技術(shù)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。Ti (C，N)基金屬陶瓷是一種顆粒型復(fù)合材料，是在TiC基金屬陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型金屬陶瓷。Ti(C，N)基金屬陶瓷具有高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蝕等一系列優(yōu)良綜合性能，在加工中顯示出較高的紅硬性和強(qiáng)度，它在相同硬度時耐磨性高于WCCo硬質(zhì)合金，而其密度卻只有硬質(zhì)合金的1/2。因此，Ti (C，N)基金屬陶瓷刀具在許多加工場合下可成功地取代WC基硬質(zhì)合金而被廣泛用作工具材料，填補(bǔ)了 WC基硬質(zhì)合金和A1203陶瓷刀具材料之間的空白。我國金屬鈷資資源較為貧乏，而作為一種戰(zhàn)略性貴重金屬，近年來鈷的價格持續(xù)上場，因此，Ti (C，N)基金屬陶瓷刀具材料的研制開發(fā)和廣泛應(yīng)用，不僅可推動我國硬質(zhì)合金材料的升級換代，而且在提高國家資源保障程度方面也具有重要的意義。而現(xiàn)有T1 (C，N)基金屬陶瓷工具硬度低，強(qiáng)度差，切削和鉆削性能差，韌性差，使用壽命短等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述存在的問題，而研制一種超細(xì)晶粒T1 (C，N)基金屬陶瓷工具的制備方法本發(fā)明是通過在配料中采用添加多種碳化物、采用模壓與擠壓相結(jié)合的壓制工藝、采用真空燒結(jié)與低壓燒結(jié)相結(jié)合的燒結(jié)工藝，利用粉末冶金的原理，借用硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝，摸索出了一條生產(chǎn)超細(xì)晶粒Ti (C，N)基金屬陶瓷工具的工藝路線。解決了現(xiàn)有Ti(C7N)基金屬陶瓷工具的技術(shù)缺陷，精選原料，利用獨特的配料、壓制和燒結(jié)工藝，使合金晶粒度可達(dá)到O. 8微米以下。與常規(guī)生產(chǎn)方式生產(chǎn)的Ti (C，N)基金屬陶瓷工具相比，可得至祖織更細(xì)小更均勻、致密性好、密度低、硬度高、強(qiáng)度高、切削和鉆削性能好、韌性好、使用壽命長等特點。產(chǎn)品可達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)硬度92_93HRN強(qiáng)度2000-21OOMpa
密度6.3-6. 5g/cm3 晶粒度0. 8 微米本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，將Ti (C，N)粉、碳化鎢粉、碳化鋯粉、碳化鑰粉、鈷粉、鎳粉，(Ta，Nb)C粉按比列進(jìn)行配比均勻混合，經(jīng)過壓制、燒結(jié)工藝，制取Ti (C，N)基金屬陶瓷工具。生產(chǎn)過程主要是通過粉末冶金的配料、壓制、燒結(jié)理論來實現(xiàn)，同時通過各種金屬和碳化物之間的高熱固熔反應(yīng)和粘結(jié)作用，促使合金晶粒反應(yīng)完全，緊密結(jié)合。生產(chǎn)制備工藝過程(I)原料Ti (C，N)粉、碳化鎢粉、碳化鑰粉、鈷粉、鎳粉、(Ta，Nb) C粉，粉末的純度要大于99. 5%,粒度小于5微米； (2)原料制配Ti (C，N) :50-70%鈷粉2· 8-5. 7%碳化鎢粉8·5-14. 2%鎳粉9.1-13. 8%碳化鋯粉0·2-0. 8%(Ta，Nb) C 粉1· 8-5. 8%碳化鑰粉5·5-13. 3%(3)配料混合工藝制度(在濕磨機(jī)中進(jìn)行):物料重量100-200(kg/ 批);混合時間40-90(小時)；(4)壓制將混合均勻的物料經(jīng)過摻膠制粒后進(jìn)行壓制(常規(guī)粉末冶金壓制工藝，模壓和擠壓相結(jié)合)(5)燒結(jié)將壓制后的半成品進(jìn)行真空燒結(jié)和低壓燒結(jié)；燒結(jié)溫度1400-1500(°C )(6)產(chǎn)品的包裝與標(biāo)識。


附圖為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖
具體實施例方式本發(fā)明的Ti (C，N)基金屬陶瓷切削工具具有如下特點I、公司生產(chǎn)的Ti (C，N)基金屬陶瓷，是陶瓷與金屬的合成詞，區(qū)別于硬質(zhì)合金的硬質(zhì)成分屬于WC系，金屬陶瓷以Ti系碳化物、氮化物為主要成分，也被稱為Ti系硬質(zhì)合金。2、ZYT15 =Ti (C，N)基金屬陶瓷，提高了化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性，結(jié)合鋒利的切刃槽型使用，無論在高速和低速條件下都能保證加工件的表面質(zhì)量。韌性好，具有極好的抗塑性變形和積屑瘤性。適合于鋼、不銹鋼、鑄鐵的半精和精加工。3、金屬陶瓷刀片的特性金屬陶瓷刀片比陶瓷刀片韌性更高，比硬質(zhì)合金更加耐磨且切削速度更快，金屬陶瓷具有精湛的表面拋光技術(shù)以及高速加工技術(shù)。擁有對于低碳鋼、碳素鋼、合金鋼和不銹鋼的高速精加工及銑削技術(shù)，能達(dá)到精湛的車削、槽、鏜孔、軸承及銑削加工水平。是具有抗崩刃性和耐磨損性優(yōu)良的金屬陶瓷。擁有精良的導(dǎo)熱性以及磨性，鋼材加工的最佳選擇，適合鋼材的車削、槽、鏜孔、軸承及銑削加工。廣泛覆蓋了鋼的精加工到粗加工領(lǐng)域。
4、硬度高達(dá)93. OHRA,強(qiáng)度高達(dá)2. 0-2. IGpa,密度6. 3-6. 5g/cm3,晶粒度小于O. 8微米，屬于超細(xì)金屬陶瓷。技術(shù)關(guān)鍵點。工藝路線的選擇本項目工藝路線不同于國外，而是借鑒了硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝，進(jìn)行工藝優(yōu)化，工藝參數(shù)便于控制。添加劑的選擇添加劑選擇依據(jù)促進(jìn)晶粒發(fā)育完整、濕潤性好，提高產(chǎn)品致密性，對產(chǎn)品各項指標(biāo)不產(chǎn)生影響。據(jù)此選擇了原料Ti (C，N)粉和碳化烏粉、碳化鋯粉、碳化鑰粉、鈷粉、鎳粉， (Ta，Nb) C粉等多種添加劑，這些物質(zhì)相結(jié)合，既能促進(jìn)促進(jìn)晶粒發(fā)育完整，又能提高其致密性和強(qiáng)度、硬度、韌性等技術(shù)指標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)晶粒Ti(C，N)基金屬陶瓷工具的制備方法，其特征是將Ti (C，N)粉、碳化鎢粉、碳化鑰粉鈷粉、鎳粉，(Ta，Nb)C粉按比列進(jìn)行配比均勻混合，經(jīng)過壓制、燒結(jié)工藝，制取Ti(C7N)基金屬陶瓷工具，生產(chǎn)過程主要是通過粉末冶金的配料、壓制、燒結(jié)，同時通過各種金屬和碳化物之間的高熱固熔反應(yīng)和粘結(jié)作用，促使合金晶粒反應(yīng)完全，緊密結(jié)合。
2.一種超細(xì)晶粒Ti (C，N)基金屬陶瓷工具的制備方法，其特征生產(chǎn)制備工藝如下 (1)原料Ti(C，N)粉、碳化鎢粉、碳化鑰粉、鈷粉、鎳粉、(Ta，Nb) C粉，粉末的純度要大于99. 5%,粒度小于5微米； (2)原料制配 Ti (C，N) :50-70%鈷粉2.8-5. 7% 碳化鎢粉8. 5-14. 2%鎳粉9. 1-13. 8% 碳化鋯粉2-0. 8%(Ta，Nb) C 粉L 8-5. 8% 碳化鑰粉5. 5-13. 3% (3)配料混合工藝制度(在濕磨機(jī)中進(jìn)行): 物料重量100-200 (kg/批); 混合時間40-90(小時)； (4)壓制將混合均勻的物料經(jīng)過摻膠制粒后進(jìn)行壓制(常規(guī)粉末冶金壓制工藝，模壓和擠壓相結(jié)合)； (5)燒結(jié)將壓制后的半成品進(jìn)行真空燒結(jié)和低壓燒結(jié)； 燒結(jié)溫度1400-1500 (°C ) (6)產(chǎn)品的包裝與標(biāo)識。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超細(xì)晶粒Ti(C，N)基金屬陶瓷工具的制備方法，該Ti(C，N)基金屬陶瓷是將Ti(C，N)粉、碳化鎢粉、碳化鉬粉、鈷粉、鎳粉，(Ta，Nb)C粉按比例進(jìn)行配比均可混合，經(jīng)過壓制，燒潔工藝，制取Ti(C，N)基金屬陶瓷工具，其生產(chǎn)過程主要是通過粉來治金的配料，壓制、燒潔，同時通過各種金屬和碳化物之間的高熱固熔反應(yīng)和粘結(jié)作用，促使合金晶粒反應(yīng)完全，緊密結(jié)合。它是具有抗崩刃性和耐磨損性優(yōu)良的金屬陶瓷。擁有精良的導(dǎo)熱性以及磨性，適合鋼材的車削、槽、鏜、孔、軸承及銑削加工。
文檔編號C22C1/05GK102816964SQ20121008790
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者劉昭暉 申請人:劉昭暉