[发明专利]一种制作碳化钛基硬质合金的碳化钛粉及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质合金的原料及其制作方法，具体涉及一种制作碳化钛基硬质合金的碳化钛粉及其生产方法，属于硬质合金制作技术领域。

背景技术

碳化钛是一种浅灰色结晶粉体材料，立方晶系，不溶于水，具有很高的化学稳定性，与盐酸、硫酸几乎不起化学反应，但能够溶解于王水，硝酸，以及氢氟酸中，还溶于碱性氧化物的溶液中。碳化钛可由骨炭与二氧化钛在电炉中加热制得。是硬质合金的重要成分。用作金属陶瓷，具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点。还可用来制造切削工具。由于碳化钛具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点，现在正广泛用来代替碳化钨作为硬质合金的原料，主要用来制造切削工具；而且随着硬质合金主要原料-钨资源的面临枯竭，作为碳化钨的替代品——碳化钛的应用越来越受人们的关注。目前，替代物能具有一定的实用价值和经济价值的首选为钛（实际使用的产品为钛的碳化物）。

但现有的碳化钛（TiC）基合金不但强度不高且耐磨性差，通过研究分析发现，这主要是由于现在所采用的碳化钛粉体不能很好被钴(Co)镍(Ni)湿润，所以，在烧结过程中碳化钛难以充分与镍(Ni)形成固溶体。因此，如何提高碳化钛（TiC）与镍(Ni)形成固溶度就成了需要攻克的关键技术。

通过相关文献检索没有发现直接与本发明目的相关的材料，只是有一些有关碳化钛的文献材料，与本发明技术相关的主要有以下一些：

1、专利号为CN201010127222.1，发明名称为“碳化钛微粉及其制备方法”的中国发明专利，该专利公开了一种碳化钛微粉的制备方法，包括以下步骤：1)碳化钛前驱体的制备：搅拌状态下在二氧化钛溶胶中加入竹炭粉，搅拌1~2小时后置于超声清洗器中超声清洗15~30分钟，接着在160~200℃烘箱中烘干，研磨成粉，得均质性前驱体；二氧化钛与竹炭粉中碳的摩尔比为1∶3；2)将均质性前驱体置于真空烧结炉中，在1600~1900℃加热1~6小时，得碳化钛微粉。本发明还同时公开了利用上述方法制备而得的碳化钛微粉。

2、专利号为CN201010195585.9，发明名称为“镍基碳化钛金属陶瓷自润滑耐磨材料”的中国发明专利，该专利公开了一种用于轴承制造上的镍基碳化钛金属陶瓷自润滑耐磨材料。按照本发明提供的技术方案，所述镍基碳化钛金属陶瓷自润滑耐磨材料包含有镍、碳化钛和氮化硼，每种成分的重量份数配比为：镍(Ni)，10~50份；碳化钛(TiC)，40~80份；氮化硼(BN)，0.1~15份。

3、专利号为CN201010102226.4，发明名称为“一种降低碳化钛和氮化钛粉末氧含量的方法”的中国发明专利，该专利公开了一种降低碳化钛和氮化钛粉末氧含量的方法，将固体碳化钛和固体氮化钛粉末分别置于三氯甲烷液体中，两固体粉末与三氯甲烷液体体积比在1∶1～10之间，碳化钛处理温度为35～61.7℃，氮化钛温度为40～60℃，当无气泡产生后，处理过程结束。本发明用三氯甲烷化学方法去除碳化钛和氮化钛粉末颗粒表面的二氧化钛TiO₂氧化膜，使粉末的氧含量降低，解决因粉末在储存和运输过程中发生氧化导致的制备的碳氮化钛基金属陶瓷孔隙率高和机械性能低的问题。

上述专利虽然都是涉及以碳化钛制备方法，但都是制作的常规碳化钛粉末，不能有效解决碳化钛不能很好被钴(Co)镍(Ni)湿润的问题，专利2虽然提到了添加镍合金来改变碳化钛性能，但是不是制作硬质合金，而是制作在制作镍基碳化钛金属陶瓷自润滑耐磨材料，所以采用的镍(Ni)是作为主体材料来添加的，按照这种配方是不能制作硬质合金的，更不能有效解决在烧结过程中碳化钛难以充分与镍(Ni)形成固溶体的问题，所以按照这些专利制作的碳化钛基硬质合金仍存在强度不高且耐磨性差的不足，有必要对此进一步加以研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有制作碳化钛基硬质合金的碳化钛不能很好被钴(Co)镍(Ni)湿润的不足，提供一种新的碳化钛原料，采用该原料能有效改变碳化钛基硬质合金制作碳化钛不能很好被钴(Co)镍(Ni)湿润的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种制作碳化钛基硬质合金的碳化钛，以碳化钛为主要成分的碳化钛粉体，其特点在于，在所述的碳化钛粉体中含有体积百分比0.1%-2.6%的镍（Ni）。

进一步地，所述的镍（Ni）在碳化钛粉体中是以碳化钛（TiC）与镍（Ni）的固溶体粉体形式存在的。

进一步地，在碳化钛粉体中碳化钛与镍的固溶体粉体的比例占总粉体的0.4%-6.7%。

进一步地，在所制成的碳化钛粉体中各成分的配比如下：