[发明专利]一种TiCp/M2高速钢复合材料及其SPS制备方法

权利要求书

1.一种TiCp/M2高速钢复合材料的SPS制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：配料和混料

将粒度＜147μm的M2高速钢粉末和平均粒度1～3μm的TiC粉末按下述体积百分比用量进行配比：M2高速钢95.00～90.00％、TiC5.00～10.00％，混料，得到TiC_p/M2高速钢混合粉末；

步骤二：高能球磨

将步骤一中干混后的TiC_p/M2高速钢混合粉末进行高能球磨，直至球磨粉末中M2高速钢中粉末颗粒平均粒径细化至20μm以下，TiC颗粒细化至200nm以下；

步骤三：放电等离子烧结球磨粉末

将高能球磨后的高速钢复合粉末装入放电等离子烧结模具，采用放电等离子快速烧结，得TiC_p/M2高速钢复合材料；烧结工艺条件如下：

烧结电流类型：直流脉冲电流

烧结压力：30～50MPa

烧结温度：1000～1060℃

烧结保温时间：5～10min

烧结加热速率：100℃/min

烧结真空度：≤8Pa。

2.根据权利要求1所述的TiCp/M2高速钢复合材料的SPS制备方法，其特征在于：所述基体M2高速钢的组分及其质量百分比含量为：C0.83％，Mn0.27％，Si0.32％，W5.12％，Mo5.00％，Cr3.13％，V1.97％，余量为Fe，含有不可避免的微量杂质。

3.根据权利要求1所述的TiCp/M2高速钢复合材料的SPS制备方法，其特征在于：步骤一所述混料是将M2高速钢粉末和TiC粉末粉末放入V型混料机中干混至少2小时。

4.根据权利要求1所述的TiCp/M2高速钢复合材料的SPS制备方法，其特征在于：所述高能球磨是将干混后的TiCp/M2高速钢混合粉末放入行星式球磨机中进行高能球磨，磨球材质为不锈钢，以质量计，球料比为8-10∶1，球磨速度为250-300r/min，并采用高纯Ar气作为保护气氛，球磨时间为20-30小时。

5.一种TiCp/M2高速钢复合材料，其特征在于其由权利要求1-4任一项所述SPS制备方法制得。

6.根据权利要求5所述的TiCp/M2高速钢复合材料，其特征在于：所述TiCp/M2高速钢复合材料包含增强相纳米级硬质颗粒TiC和析出的亚微米级M₆C型复合碳化物，TiC颗粒平均粒度为200nm，M₆C型复合碳化物粒度＜1μm；其基体为M2高速钢，增强体为TiC颗粒，原料组分及其体积百分比含量如下：M2高速钢95.00～90.00％，增强体TiC5.00～10.00％，含有不可避免的微量杂质；TiC颗粒以纳米级粒度弥散分布于基体中，复合材料的相对密度大于98.5％，硬度为56～59HRC，体积磨损量为1.77×10^-1～1.34×10^-1mm³。