[发明专利]一种抗高温耐磨损Ti（C,N）金属陶瓷复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种抗高温耐磨损Ti（C,N）金属陶瓷复合材料的制备方法，将碳纤维进行去胶、分散等前处理，处理后和原料、粘结相进行球磨混合，烘干，掺成型剂、造粒、过筛，干压成形、排胶处理等工艺步骤，最后通过无压气氛烧结得到碳纤维补强增韧Ti（C,N）基金属陶瓷复合材料。其碳纤维分散均匀，碳纤维与金属陶瓷基体的界面结合适中，碳纤维的强韧化效果明显，抗弯强度和断裂韧性分别提高了8.4%和26.7%，增韧方式是纤维拔出、裂纹偏转和桥联效应。其工艺简单，可操作性强，成本低廉，可广泛用于金属切削、模具、能源装备、机械、矿山、石油、化工、冶金、电力、汽车、模具、建材、航空航天等领域在高温下承受磨损的特殊关键零部件。

主权项

一种抗高温耐磨损T(C,N)金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，原料：原料的质量比配方：TiN：11%，WC：10%，Cr3C2：1%，C：1%，Mo：12%，稀土Y2O3：4%～1.6%，TiC：余量，原料的质量百分比之和为100％；在原料的配方中，按照原料总量添加粘结相和碳纤维，其中，粘结相用量为原料总量的15%；所述的碳纤维剪裁成4um，在马弗炉中400℃保温30min进行去胶处理，然后置于超声波清洗机中分散30min，于干燥箱80℃烘干后使用，碳纤维的用量为原料总量的2%～5%；步骤二，球磨混料：将原料、粘结相和碳纤维置于行星式球磨机中球磨混合24h，于烘箱80℃烘干后，制得均匀混合粉；步骤三，掺成型剂：在步骤二均匀混合粉中加入成型剂，成型剂采用质量分数为5%的PVA胶；步骤四，造粒、过筛：采用手工造粒法对掺有成型剂的混合粉料进行均匀造粒，造粒后过60目筛，得到粒径大小均匀的粉料；步骤五，干压成形：将造粒、过筛后的粉料置于金属模具中，在压力机上施压180MPa，保压3min，得到预制体；步骤六，排胶处理：将干压成形的预制体置于真空脱脂炉进行排胶处理，排胶处理工艺为：加热至200℃，保温2h，升温至400℃，保温4h，升温至600℃，保温2h，升温至800℃，保温2h，随后随炉降至室温；步骤七，烧结：将排胶处理后的预制体置于烧结炉中，在氩气保护下进行无压气氛烧结，烧结过程是，升温至1220℃，保温2h，再升温至1450℃～1500℃，保温50min，保温结束后，随炉降至室温，得到抗高温耐磨损T(C,N)金属陶瓷复合材料。