[发明专利]金属陶瓷合金制备方法及其产品

权利要求书

1.一种金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：选用Ta、W、Mo、Cr、Ti的碳化物和TiCN作为硬质相原料，Co和/或Ni作为金属粘结相原料，各原料的质量百分比如下：

金属粘结相原料  6%～25%，

硬质相原料       其余，

各原料质量百分比的总和为100%；

（2）混合：将上述准备的各原料与成型剂混合均匀；

（3）压制：将混合后的原料进行球磨、干燥、制粒，并压制成生坯；

（4）烧结：将上述的生坯放入烧结炉内烧结，包括以下阶段：

a.低温脱出成型剂：从室温升温到成型剂的气化温度；

b.固相气氛升温烧结：从成型剂的气化温度升温到共晶温度，并从800℃到共晶温度通入CO气体，进行气氛烧结；

c.液相升温烧结：从共晶温度升温到烧结温度；

d.烧结保温：烧结温度进行保温30min～120min；

e.快速冷却：以45℃/min～60℃/min的速度快速冷却，冷却至室温，得到金属陶瓷合金。

2.根据权利要求1所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述的金属粘结相原料粉末的平均粒度为0.5μm～1.5μm；所述的硬质相原料粉末的平均粒度为0.5μm～3.5μm。

3.根据权利要求1所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述的成型剂气化温度的控制区间为400℃～500℃，所述共晶温度的控制区间为1270℃～1380℃，所述烧结温度的控制区间为1430℃～1530℃。

4.根据权利要求1所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述固相气氛升温烧结阶段，通入CO气体起始温度为800℃～1100℃，压力为50Pa～500Pa，结束温度为共晶温度。

5.根据权利要求1所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述快速冷却阶段，打开烧结炉两端保温层，打开的距离为30cm～40cm，真空快速冷却。

6.根据权利要求1所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述快速冷却阶段，向炉内通入CO₂以及Ar和/或He的混合气体，并使气体在炉内循环，快速冷却。

7.根据权利要求6所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：通入CO₂，压力为1000Pa～3000Pa，然后通入Ar，通入气体总压力不超过8000Pa；

或通入CO₂，压力为1000Pa～4000Pa，然后通入He，通入气体总压力不超过8000Pa；

或通入CO₂，压力为1000Pa～3000Pa，然后通入Ar和He混合气体，通入气体总压力不超过8000Pa。

8.根据权利要求7中所述的金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于：所述Ar和He混合气体中Ar/He体积比等于0.5～2。

9.一种如权利要求1～8中任一项所述金属陶瓷合金制备方法得到的金属陶瓷合金，包括硬质相和金属粘结相，所述的硬质相包括TiCN、TiC硬质相和(Ti/Mo/M)(CN)多元环形相，所述的金属粘结相为Co和/或Ni，其特征在于：所述金属陶瓷合金表面不含金属粘结相富集层。

10.根据权利要求9所述的金属陶瓷合金，其特征在于：所述(Ti/Mo/M)(CN)多元环形相是在烧结过程中扩散反应形成的，其中M是W、Ta、Cr中的一种或者几种。