[发明专利]一种高强高韧Ti(C,N)基金属陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按设计比例配取原料：Ti(C, N)、过渡金属碳化物、粘结相、碳粉，球磨获得混合料，在混合料中加入成形剂，制粒获得预压粉末，压制成形获得压坯；压坯经脱脂烧结、固相烧结、高温烧结，冷却即得Ti(C, N)基金属陶瓷；

所述原料按质量百分比计组成如下：Ti(C, N)45~60 wt%；碳化钒2~5 wt%；其他过渡金属碳化物 15~25 wt%，粘结相 8~25 wt%；碳 0.8~1.5 wt%；其中；所述粘结相选自钴、镍中的至少一种；

所述过渡金属碳化物包含碳化钒，所述碳化钒在混合料中的质量分数为2~5wt%；

所述固相烧结的温度为1200~1300℃，时间为0.5~2h；固相烧结时通入氮气和氩气的混合气体，并控制混合气体中，氮气和氩气的体积比为1~3:7~9；同时烧结气压为0.5~3KPa，

所述高温烧结在真空件下进行，高温烧结的温度为1430~1550℃，保温时间为1~3 h；

所述冷却过程中，先以2~10℃/min降温至1300~1380℃保温1~3h，然后再随炉冷却，

所述Ti(C, N)基金属陶瓷的硬度为91～93HRA、抗弯强度为2100～2800MPa 、断裂韧性为12～20MPa•m^1/2。

2.根据权利要求1所述的一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述碳粉在混合料中的质量分数为0.8~1.5%。

3.根据权利要求1所述的一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述过渡金属碳化物由碳化钒和其他过镀金属碳化物组成，其中，其他过渡金属碳化物选自碳化钨﹑碳化钼﹑碳化钽﹑碳化铌﹑碳化铬中的至少一种，同时包含碳化钨或碳化钼。

4.根据权利要求1所述的一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述球磨为湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球料比为：球料比为8~12：1，转速为80~120r/min，球磨时间为48~80h。

5.根据权利要求1所述的一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述成形剂为石蜡，其添加量为混合料的2~5wt%；

所述压制成形的压力为150~250 MPa，保压时间为8~20 s。

6.根据权利要求1所述的一种高强高韧Ti(C, N)基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述脱脂烧结在真空条件下进行，脱脂烧结的温度为350~450℃，时间为1~3h。