[发明专利]一种Ti(C,N)基硬质合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti(C,N)基硬质合金材料，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：

TiN_x：20～40wt.％，其中x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3；

CoCrNiCuFe_0.5Mn：10～30wt.％；

AlN：5～15wt.％；

其余为TiC。

2.根据权利要求1所述的一种Ti(C,N)基硬质合金材料，其特征在于：

TiC粉末的粒径为150nm以细；

TiNx粉末的粒径为150nm以细；

CoCrNiCuFe0.5Mn粉末的粒径为150nm以细；

AlN粉末的粒径为150nm以细。

3.一种Ti(C,N)基硬质合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将TiC粉末进行球磨细化，球、料质量比为10:1～20:1，转速为250～400r/min，球磨10～40h，每转1h停机10min进行散热，制得150nm以细的TiC粉末；

S2、在充满氩气的手套箱中将Ti粉和CH₄N₂O混合装入WC硬质合金球磨罐中球磨，球、料质量比为10:1～20:1，转速为200～450r/min，球磨时间为30～60h，每2h停机30min散热，制得150nm以细的TiN_x粉末，其中x＝0.3～0.9或x＝1.1～1.3；

S3、在充满氩气的手套箱中将Co、Cr、Ni、Cu、Fe、Mn按2:2:2:2:1:2摩尔比混合装入WC硬质合金球磨罐中，球、料质量比为10:1～20:1，转速为200～400r/min，球磨时间为20～50h，每转2h停机30min散热，每10h停机把粘到磨球及罐内壁的原料刮掉混匀后继续球磨，制得150nm以细的CoCrNiCuFe_0.5Mn粉末；

S4、将AlN粉末进行球磨细化，球、料质量比为10:1～20:1，转速为250～400r/min，球磨时间为10～40h，每转1h停机10min进行散热，制得150nm以细的AlN粉末；

S5、在充满氩气的手套箱中，称取质量百分比为20～40wt.％由步骤S2制备的TiNx粉末，称取取质量百分比为10～30wt.％由步骤S3制备的CoCrNiCuFe_0.5Mn粉末，称取质量百分比为5～15wt.％由步骤S4制备的150nm以细的AlN粉末，一起加入由步骤S1制备的150nm以细的TiC粉末中，球、料质量比为6:1～10:1，转速为200～350r/min，球磨时间为1～3h，每转1h停机10min进行散热，制得混合料；

将混合料装入石墨模具中预压，预压压力为10～40MPa，预压15～60s。然后进行真空热压烧结，得到毛坯，并将制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理得到Ti(C,N)基硬质合金材料。

4.根据权利要求3所述的一种Ti(C,N)基硬质合金材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述的Ti粉和CH₄N₂O按照摩尔比为6:1或5:1或4:1或10:3或20:7或5:2或20:9或20:11或5:3或20:13混合装入球磨罐中。

5.根据权利要求3所述的一种Ti(C,N)基硬质合金材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述TiC粉末的粒径为1～3μm，纯度为＞99％。

6.根据权利要求3所述的一种Ti(C,N)基硬质合金材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述Ti粉末的粒径为＜30μm，纯度为＞99.36％；所述CH₄N₂O的纯度为分析纯＞99％。

7.根据权利要求3所述的一种Ti(C,N)基硬质合金材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述Co、Cr、Ni、Cu、Fe、Mn粉末纯度均＞99％，其中，Co粉末粒径为1～3μm，Cr粉末粒径为＜75μm，Ni、Cu、Fe、Mn粉末粒径为＜45μm。