CN103521770B - TiCN基金属陶瓷 - Google Patents
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Abstract
本发明为TiCN基金属陶瓷，解决巳有金属陶瓷刀具材料抗弯强度较低的问题。本发明的TiCN基金属陶瓷各组分重量百分比为：TiC0.7N0.3：40～50%，WC：5～10%，Mo2C：5～10%，Ni：5～10%，Co：5～10%，其余为（W，Ti，Ta，Nb）C多元复式碳化物，在该多元复式碳化物中，WC40%-TiC40%-TaC10%-？NbC10%。经过湿磨、过滤、喷雾干燥制粒、压制成型、烧结工序制备出金属陶瓷刀具材料，本发明制成的金属陶瓷刀片具有高硬度、高强度、高韧性，可用于轴承钢及普通钢的（半）精加工。
Description
技术领域：
本发明涉及刀具材料，特别涉及轴承钢及普通钢的（半）精加工的刀具金属陶瓷材料。
背景技术：
金属陶瓷材料制作的刀具硬度高、耐磨损且具有高的高温抗软化能力和抗氧化能力，作为传统WC-Co硬质合金的替代材料正越来越受到关注，但其存在抗破损性能差及韧性低等问题，因此，长期以来对金属陶瓷刀具进行增韧一直是大家努力的方向。
目前金属陶瓷的制备配方主要为TiCN+WC+Mo2C +其他金属的碳化物+粘结剂，从配方上来看会造成TiCN基金属陶瓷的复杂晶相结构，烧结上多为预脱除成型剂预烧，再在加压炉中进行终烧的方式，材质经过两次烧结后，性能受到很大影响。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具有高硬度、高抗弯强度、高韧性，可用于轴承钢及普通钢的（半）精加工刀具的TiCN基金属陶瓷。
本发明是这样实现的：
TiCN基金属陶瓷，其各组分原料重量百分比为：TiC0.7N0.3：40～50%，WC：5～10%，Mo2C：5～10%， Ni：5～10%，Co：5～10%，其余为（W，Ti，Ta，Nb）C多元复式碳化物，在该多元复式碳化物中，WC40%-TiC40%-TaC10%- NbC10%。其制备方法包括如下步骤：
（1）按组分配料，将配制好的原料加入滚筒球磨机进行湿磨；
（2）球磨到规定时间后，将料浆进行过滤，采用喷雾干燥器进行雾化干燥制粒；
（3）将粒料压制成型后，放入脱脂加压一体炉中进行烧结，制得TiCN基金属陶瓷。
所述TiCN基金属陶瓷的制备方法：
（1）球磨介质为酒精，酒精与原料液固比为600ml/Kg，球与原料重量比为6：1，球磨机转速为50r/min，球磨时间为72小时；
（2）在湿磨前先按球料比加入Ф8的YG8硬质合金球，将重为混合原材料4%的成型剂石蜡加入球磨机，并在球磨机上通入<15℃的冷冻水，球磨2小时后，再加入混合原材料；
（3）烧结在脱脂加压一体炉中进行，温度为1440℃，保温60分钟后通入4MP的氩气，在1小时内迅速降温到800℃以下，防止晶粒长大，烧结出成品。
本发明制备工艺简单，采用一次烧结方式制备，TaC、NbC、TiC以多元复式碳化物的形式加入，成品抗弯强度高，硬度、韧性高，可用于轴承钢及普通钢的（半）精加工刀具。
具体实施方式：
实施例1：
本实施例采取以下技术方案：TiC0.7N0.3:50%，WC：5%，Mo2C：10%， Ni：5%，Co：5%，（W，Ti，Ta，Nb）C：25%，在球磨机中加入Ф8的YG8硬质合金球，球料重量比为6：1，将混合原材料重的4%成型剂石蜡加入球磨机，并在球磨机上通入<15℃的冷冻水，球磨2小时后，加入球磨介质酒精，液固比为600ml/Kg，再加入按上述材料配方配好的混合原材料，进行湿磨，球磨时间为72小时。球磨到点后将料浆进行过滤，采用喷雾干燥器进行雾化干燥制粒，得到的喷雾干燥混合粒料为100μ左右的空心圆球混合料。将粒料压制成型后，放入300Kg脱脂加压烧结一体炉中进行烧结，温度为1440℃，保温60分钟后加入4MP的氩气，在1小时内迅速降温到800℃以下，实现快冷处理，烧结出的成品抗弯强度为1950Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
对比例1：
TiC0.7N0.3:50%，WC：15%，Mo2C：10%， Ni：5%，Co：5%， TiC：10%， TaC：2.5%， NbC：2.5%，制备方法与实施例1一致，烧结出的成品抗弯强度为1600 Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
对比例2：
混合料配方和制备方法与实施例1一致，只是烧结采用先在真空炉内脱除成型剂，再置于低压炉内烧结的方式，温度为1440℃，保温60分钟后加入4MP的氩气，在1小时内迅速降温到800℃以下，烧结出的成品抗弯强度为1700Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
实施例2：
TiC0.7N0.3：40%，WC：10%，Mo2C：5%， Ni：10%，Co：10%，（W，Ti，Ta，Nb）C：25%。制备方法与实施例1一致，烧结出的成品抗弯强度为2100 Mpa，洛氏硬度（HRA）为91。
对比例3：TiC0.7N0.3：40%，WC：20%，Mo2C：5%， Ni：10%，Co：10%， TiC：10%，TaC：2.5%， NbC：2.5%。制备方法与实施例1一致，烧结出的成品抗弯强度为1700Mpa，洛氏硬度（HRA）为91。
对比例4：混合料配方和制备方法与实施例2一致，烧结方法与对比例2一致，烧结出的成品抗弯强度为1900Mpa，洛氏硬度（HRA）为91。
实施例3：
TiC0.7N0.3：44%，WC：8%，Mo2C：7%， Ni：8%，Co：7%，（W，Ti，Ta，Nb）C：26%。制备方法与实施例1一致，烧结出的成品抗弯强度为2000 Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
对比例5：TiC0.7N0.3：44%，WC：18.4%，Mo2C：7%， Ni：8%，Co：7%， TiC：10.4%，TaC：2.6%， NbC：2.6%。制备方法与实施例1一致，烧结出的成品抗弯强度为1700Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
对比例6：混合料配方和制备方法与实施例3一致，烧结方法与对比例2一致，烧结出的成品抗弯强度为1800Mpa，洛氏硬度（HRA）为92。
由此可见，TaC、NbC、TiC以多元复式碳化物的形式加入，并采用一次烧结方式制备出的TiCN基金属陶瓷刀具材料性能更优异。
Claims (1)
1.TiCN基金属陶瓷，其特征在于其各组分重量百分比为：TiC0.7N0.3：40～50%，WC：5～10%，Mo2C：5～10%， Ni：5～10%，Co：5～10%，其余为（W，Ti，Ta，Nb）C多元复式碳化物，在该多元复式碳化物中WC40%-TiC40%-TaC10%- NbC10%，其制备方法包括如下步骤：
（1）按组分配料，将配制好的原料加入滚筒球磨机进行湿磨，球与原料比为6:1，在湿磨前先按球与原料比加入Ф8的YG8硬质合金球，将重为原料4%的成型剂石蜡加入球磨机，并在球磨机上通入<15℃的冷冻水，球磨2小时后，再加入原料湿磨，
（2）球磨介质为酒精，酒精与原料液固比为600ml/Kg，球磨机转速为50r/min，球磨时间为72小时，球磨到规定时间后，将料浆进行过滤，采用喷雾干燥器进行雾化干燥制粒；
（3）将粒料压制成型后，放入脱脂加压一体炉中进行烧结，烧结在脱脂加压一体炉中进行，温度为1440℃，保温60分钟后通入4MPa的氩气，在1小时内迅速降温到800℃以下，制得TiCN基金属陶瓷。
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| CN107142406B (zh) * | 2017-05-02 | 2019-01-18 | 四川大学 | 碳梯度原位形成的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷制备方法 |
| CN108977713B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-08-27 | 重庆文理学院 | 一种TiCN基金属陶瓷材料的制备方法 |
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| CN110064760A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-30 | 自贡市希力数控工具有限公司 | 一种数控刀具用金属陶瓷材料的制备工艺 |
| CN112779449B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-04-15 | 成都美奢锐新材料有限公司 | 一种高温结构用碳氮化钛基金属陶瓷材料及制备方法 |
| CN114231815A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 技锋精密刀具（马鞍山）有限公司 | 一种金属陶瓷薄片圆刀材料及其制作工艺 |
| CN116623030B (zh) * | 2023-05-06 | 2024-01-30 | 长沙湘锐赛特新材料有限公司 | 一种添加多元复合碳氮化物的超细金属陶瓷的制备方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0499223A1 (en) * | 1991-02-13 | 1992-08-19 | Toshiba Tungaloy Co. Ltd. | High toughness cermet and process for preparing the same |
| EP0534191A1 (en) * | 1991-09-21 | 1993-03-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Cermets and their production and use |
| CN1093121A (zh) * | 1993-03-23 | 1994-10-05 | 克鲁伯·韦狄亚有限公司 | 金属陶瓷及其制备方法 |
| JPH08209286A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-08-13 | Hitachi Tool Eng Ltd | チップソー用硬質合金 |
| JP2002292506A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kyocera Corp | サーメット製切削工具 |
| CN101189090A (zh) * | 2005-06-14 | 2008-05-28 | 三菱麻铁里亚尔株式会社 | 金属陶瓷制刀片及切削工具 |
| CN101302595A (zh) * | 2008-07-08 | 2008-11-12 | 湖南科技大学 | 高耐磨Ti(C,N)基金属陶瓷刀具及其制备 |
| CN101307406A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-19 | 华中科技大学 | 无钼Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法 |
| CN101821040A (zh) * | 2007-10-15 | 2010-09-01 | 住友电工硬质合金株式会社 | 刃口替换型切削刀片 |
| CN102470446A (zh) * | 2009-06-30 | 2012-05-23 | 株式会社图格莱 | 金属陶瓷和被覆金属陶瓷 |
| CN102505092A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-06-20 | 牡丹江工具有限责任公司 | 高密度亚微细晶粒金属陶瓷 |
| CN102534337A (zh) * | 2010-12-17 | 2012-07-04 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 金属陶瓷体和制造金属陶瓷体的方法 |
| CN102632261A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-15 | 株洲精工硬质合金有限公司 | 一种金属陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN102642021A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-22 | 成都邦普合金材料有限公司 | 添加稀土的Ti(CN)金属陶瓷的材料配方及制备方法 |
| CN102994792A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 湖南世纪特种合金有限公司 | 一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法 |
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2013
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Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0499223A1 (en) * | 1991-02-13 | 1992-08-19 | Toshiba Tungaloy Co. Ltd. | High toughness cermet and process for preparing the same |
| EP0534191A1 (en) * | 1991-09-21 | 1993-03-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Cermets and their production and use |
| CN1093121A (zh) * | 1993-03-23 | 1994-10-05 | 克鲁伯·韦狄亚有限公司 | 金属陶瓷及其制备方法 |
| JPH08209286A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-08-13 | Hitachi Tool Eng Ltd | チップソー用硬質合金 |
| JP2002292506A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kyocera Corp | サーメット製切削工具 |
| CN101189090A (zh) * | 2005-06-14 | 2008-05-28 | 三菱麻铁里亚尔株式会社 | 金属陶瓷制刀片及切削工具 |
| CN101821040A (zh) * | 2007-10-15 | 2010-09-01 | 住友电工硬质合金株式会社 | 刃口替换型切削刀片 |
| CN101307406A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-19 | 华中科技大学 | 无钼Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法 |
| CN101302595A (zh) * | 2008-07-08 | 2008-11-12 | 湖南科技大学 | 高耐磨Ti(C,N)基金属陶瓷刀具及其制备 |
| CN102470446A (zh) * | 2009-06-30 | 2012-05-23 | 株式会社图格莱 | 金属陶瓷和被覆金属陶瓷 |
| CN102534337A (zh) * | 2010-12-17 | 2012-07-04 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 金属陶瓷体和制造金属陶瓷体的方法 |
| CN102505092A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-06-20 | 牡丹江工具有限责任公司 | 高密度亚微细晶粒金属陶瓷 |
| CN102642021A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-22 | 成都邦普合金材料有限公司 | 添加稀土的Ti(CN)金属陶瓷的材料配方及制备方法 |
| CN102632261A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-15 | 株洲精工硬质合金有限公司 | 一种金属陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN102994792A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 湖南世纪特种合金有限公司 | 一种高强度、高硬度纳米晶钨钴硬质合金的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 用固溶体和单组元为原料制备的Ti（C，N）基金属陶瓷的组织与性能;南晴等;《粉末冶金材料科学与工程》;20130630;第18卷(第3期);第321页第1栏，表1 * |
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| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |