金屬陶瓷合金制備方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬陶瓷合金制備方法及其產(chǎn)品，所述金屬陶瓷合金制備方法包括配料，混合，壓制，燒結(jié)四個步驟，其中燒結(jié)過程分為低溫脫出成型劑，固相氣氛升溫燒結(jié)，液相升溫燒結(jié)，燒結(jié)保溫和快速冷卻5個階段，得到本發(fā)明金屬陶瓷合金。本發(fā)明制備方法具有操作簡單、生產(chǎn)成本低、工藝過程容易控制、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。本發(fā)明的金屬陶瓷合金，其表面不含金屬粘結(jié)相富集層，這有利于金屬陶瓷表面的涂層，也有利于提高合金基體和涂層的結(jié)合強度。
【專利說明】金屬陶瓷合金制備方法及其產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬陶瓷燒結(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種TiCN、TiC基金屬陶瓷合金制備方法及其產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]人們習慣將TiC基、Ti (C，N)基金屬陶瓷復合材料直接稱為金屬陶瓷，而將傳統(tǒng)的WC-Co硬質(zhì)合金復合材料稱為硬質(zhì)合金。Ti (C，N)基金屬陶瓷在高速切削條件下具有較高的紅硬性、耐磨性、耐熱性及抗月牙洼磨損能力，是鋼材高速精加工和半精加工理想的切削工具材料。
[0003]Ti (C，N)基金屬陶瓷最基本的成分包括Ti (C，N)(或TiC+TiN)、TiC、N1、Co和Mo(或Mo2C),在進行金屬陶瓷的成分設(shè)計時，人們還可能根據(jù)不同的性能需要加入不同的添加劑。N1、Co粘結(jié)相的加入主要是提高金屬陶瓷合金的強度和韌性。在高溫燒結(jié)過程中粘結(jié)相金屬已成液相狀態(tài)，由于粉末孔隙毛細管作用和液相粘結(jié)相在真空狀態(tài)下有往表面擴散的趨勢，特別是在燒結(jié)冷卻的高溫階段，金屬陶瓷在石墨發(fā)熱體和石墨內(nèi)膽內(nèi)，其表面的碳勢比內(nèi)部高，導致表面粘結(jié)相的熔點低，內(nèi)部粘結(jié)相的熔點高，冷卻時，內(nèi)部先收縮，將部分液相粘結(jié)相擠出表面。冷卻速度越慢，這個過程越明顯，金屬陶瓷合金表面富粘結(jié)相越明顯。只有加快冷卻速度，才能阻止這個過程的發(fā)生。但在一般的真空燒結(jié)爐內(nèi)，由于有比較厚的保溫層(筒)，真空冷卻的速度是很慢且不可控的。這樣一般燒結(jié)工藝下，燒結(jié)金屬陶瓷合金表面都會有I~2 μ m粘結(jié)相富集層。對于數(shù)控刀片和耐磨結(jié)構(gòu)件，該表面粘結(jié)相富集層一方面浪費了昂貴的粘結(jié)相金屬；另一方面也降低了金屬陶瓷合金表面涂層的結(jié)合強度，使金屬陶瓷表面涂層刀片達不到使用要求，因此，表面這一粘結(jié)相富集層是不希望出現(xiàn)且必須設(shè)法除去的。這樣就增加了去除表面粘結(jié)相富集層的工藝和費用。雖然去除合金表面粘結(jié)相層可以通過機械噴砂和機械拋光，但其可控性差，且可能造成合金表面，特別是對刀尖刃口的破壞?！?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡單、生產(chǎn)成本低、工藝過程容易控制、生產(chǎn)效率高的金屬陶瓷合金制備方法，該方法制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種金屬陶瓷合金的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)配料:選用Ta、W、Mo、Cr、Ti的碳化物和TiCN作為硬質(zhì)相原料，Co和/或Ni作為金屬粘結(jié)相原料，各原料的質(zhì)量百分比如下:
[0008]金屬粘結(jié)相原料6%~25%，
[0009]硬質(zhì)相原料其余，
[0010]各原料質(zhì)量百分比的總和為100%;[0011](2)混合:將上述準備的各原料與成型劑混合均勻；
[0012](3)壓制:將混合后的原料進行球磨、干燥、制粒，并壓制成生坯；
[0013](4)燒結(jié):將上述的生坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，包括以下階段:
[0014]a.低溫脫出成型劑:從室溫升溫到成型劑的氣化溫度；
[0015]b.固相氣氛升溫燒結(jié):從成型劑的氣化溫度升溫到共晶溫度，并從800°C到共晶溫度通入CO氣體，進行氣氛燒結(jié)；
[0016]c.液相升溫燒結(jié):從共晶溫度升溫到燒結(jié)溫度；
[0017]d.燒結(jié)保溫:燒結(jié)溫度進行保溫30min~120min ；
[0018]e.快速冷卻:以45°C /min~60°C /min的速度快速冷卻(一般的冷卻為真空冷卻或者隨爐冷卻，冷卻速度比較慢，大約為15°C /min)，冷卻至室溫，得到金屬陶瓷合金。
[0019]上述本發(fā)明的制備方法中，所述的金屬粘結(jié)相原料粉末的平均粒度為0.5μm~
1.5 μ m ;所述的硬質(zhì)相原料粉末的平均粒度為0.5 μ m~3.5 μ m。
[0020]上述本發(fā)明的制備方法中，所述的成型劑氣化溫度是指有助于原料壓制成生坯的成型劑(例如聚乙二醇)在燒結(jié)過程中從坯體中氣化脫出的溫度，一般為400°C~500°C ;所述共晶溫度指金屬硬質(zhì)相如WC與粘結(jié)相如Co形成共晶的溫度點，也是開始出現(xiàn)液相的溫度點，隨金屬陶瓷合金成分的不同，共晶溫度點略有差異，一般為1270°C~1380°C，優(yōu)選為1320°C~1350°C ;所述燒結(jié)溫度指產(chǎn)品燒結(jié)時的溫度，為1430°C~1530°C。
[0021]上述本發(fā)明的制備方法中，所述的固相氣氛升溫燒結(jié)，通入CO氣體起始溫度為800°C~1100°C，壓力為50Pa~500Pa，結(jié)束溫度為共晶溫度。
[0022]上述本發(fā)明的制備方法中，所述快速冷卻階段，打開燒結(jié)爐兩端保溫層，打開的距離為30cm~40cm，真空快速冷卻(由于普通的冷卻未打開保溫層，故冷卻速度慢)。
[0023]上述本發(fā)明的制備方法中，所述快速冷卻階段，向爐內(nèi)通入CO2以及Ar和/或He的混合氣體，并使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，快速冷卻。
[0024]作為上述本發(fā)明的制備方法中的優(yōu)選方案，通入CO2，壓力為1000Pa~3000Pa，然后通入Ar，通入氣體總壓力不超過8000Pa ；
[0025]或通入CO2，壓力為1000Pa~4000Pa，然后通入He，通入氣體總壓力不超過8000Pa ；
[0026]或通入CO2，壓力為1000Pa~3000Pa，然后通入Ar和He混合氣體，通入氣體總壓力不超過8000Pa。
[0027]上述本發(fā)明的制備方法中，所述Ar和He混合氣體中Ar/He體積比等于0.5~2。
[0028]作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的金屬陶瓷合金制備方法制得的金屬陶瓷合金，包括硬質(zhì)相和金屬粘結(jié)相，所述的硬質(zhì)相包括TiCN、TiC硬質(zhì)相和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相，所述的金屬粘結(jié)相為Co和/或Ni，所述的金屬陶瓷合金表面不含金屬粘結(jié)相富集層；所述(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相是在燒結(jié)過程中擴散反應形成的，其中M是W、Ta、Cr中的一種或者幾種。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的金屬陶瓷合金制備方法，在燒結(jié)過程中，固相燒結(jié)階段800°C至共晶溫度，通入CO氣體，目的是增加燒結(jié)坯內(nèi)的碳含量，這是由于高溫N分解和氧化還原造成的碳氮總量的下降，使在冷卻階段合金內(nèi)部的碳含量不低于表層，合金內(nèi)部凝固不會早于表層，使得內(nèi)部粘結(jié)相不會擠出表面；另一方面，在燒結(jié)保溫結(jié)束后，打開燒結(jié)爐兩端保溫層，進入真空快冷，保證了足夠快的冷卻速度；或者，在燒結(jié)保溫結(jié)束后向爐內(nèi)通入一定量的CO2,降低合金表層的碳含量，然后通入Ar和/或He的混合氣體，并使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，也保證了足夠快的冷卻速度，使得內(nèi)部粘結(jié)相不會擠出表面，同時，根據(jù)金屬陶瓷產(chǎn)品的氮含量和碳、氮總量水平，爐內(nèi)產(chǎn)品的數(shù)量，來調(diào)整通入氣體的壓力，來保證合適燒結(jié)坯內(nèi)碳勢和必要的冷卻速度，實現(xiàn)工藝優(yōu)化控制，從而保證金屬陶瓷合金表面富集粘結(jié)相層不會出現(xiàn)。本發(fā)明的燒結(jié)方法工藝過程簡單，可以有效地降低生產(chǎn)成本、簡化制備過程、提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，有利于金屬陶瓷表面的涂層，能夠提高合金基體和涂層的結(jié)合強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明金屬陶瓷合金制備方法實施例1的金屬陶瓷合金表面照片；
[0031]圖2為本發(fā)明金屬陶瓷合金制備方法實施例2的金屬陶瓷合金表面照片；
[0032]圖3為本發(fā)明金屬陶瓷合金制備方法實施例3的金屬陶瓷合金表面照片；
[0033]圖4為本發(fā)明金屬陶瓷合金制備方法實施例4的金屬陶瓷合金表面照片；
[0034]圖5為現(xiàn)有常規(guī)方法制備的金屬陶瓷合金表面照片；
[0035]圖6是本發(fā)明實施例1的金屬陶瓷合金組織結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖中各標號表不:
[0037]1、TiCN、TiC硬質(zhì)相；2、(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相；3、金屬粘結(jié)相。
【具體實施方式】
·[0038]以下結(jié)合具體實例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明和描述。
[0039]實施例1
[0040]一種金屬陶瓷合金的制備方法，包括以下步驟:
[0041](I)配料:本實施例所用各原料粉末的質(zhì)量百分比為:50%TiCN，4%TiC，9%TaC，11%WC,4%Mo2C, l%Cr3C2,15%Co，6%Ni。其中，TiCN、TaC, WC、Cr3C2, TiC 粉末的平均粒度為1.5 μ m ；Mo2C粉末的平均粒度為2 μ m ;Co、Ni粉末的平均粒度為I μ m。
[0042](2)混合和壓制:按照上述質(zhì)量百分比配制混合粉末500g，并加入3%的成型劑聚乙二醇，然后置于小型滾筒式球磨機中球磨(濕磨)，球磨后將料漿干燥、制粒，然后壓制成生坯。
[0043](3)燒結(jié):將上述生坯放入燒結(jié)爐中按照以下燒結(jié)工藝燒結(jié):
[0044]a.低溫脫出成型劑:室溫到成型劑的氣化溫度460°C ；
[0045]b.固相氣氛升溫燒結(jié):在真空氣氛中從成型劑的氣化溫度460°C升溫至1050°C，接著在200Pa的CO氣氛中升溫至1350°C ；
[0046]c.液相升溫燒結(jié):真空條件下從共晶溫度1350°C升溫到燒結(jié)溫度1450°C ；
[0047]d.燒結(jié)保溫:真空條件下在燒結(jié)溫度1450°C保溫90分鐘；
[0048]e.快速冷卻:打開燒結(jié)爐兩端保溫層進行降溫，打開的距離為30cm，以50°C /min的冷卻速度降溫到110(TC后冷卻速度降低，冷卻至室溫，得到表面不含金屬粘結(jié)相富集層的金屬陶瓷合金。
[0049]實施例1制備的金屬陶瓷合金表面掃描照片如圖1所示，由圖1可以看出，實施例I制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，其硬質(zhì)相和粘結(jié)相均勻分布。
[0050]實施例1制備的金屬陶瓷合金的硬質(zhì)相中包括TiCN、TiC硬質(zhì)相I和(Ti/Mo/M)(CN)多元環(huán)形相2，金屬粘結(jié)相3為Co和Ni，如圖6所示。本實施例中M為W、Ta和Cr，Co和Ni之和的比例為21%。
[0051]實施例2
[0052]一種金屬陶瓷合金的制備方法，包括以下步驟:
[0053](I)配料:本實施例所用各原料粉末的質(zhì)量百分比為:55%TiCN，3%TiC，ll%TaC,12%WC, 10%Mo2C, 2%Cr3C2, 7%Co。其中，TiCN、TiC 粉末的平均粒度為 1.5 μ m ;TaC、Cr3C2 粉末的平均粒度為2 μ m ;WC粉末的平均粒度為0.5 μ m ；Mo2C粉末的平均粒度為3 μ m ;Co粉末的平均粒度為I μ m。
[0054](2)混合和壓制:按照上述質(zhì)量百分比配制混合粉末500g，并加入3%的成型劑聚乙二醇，然后置于小型滾筒式球磨機中球磨(濕磨)，球磨后將料漿干燥、制粒，然后壓制成生坯。
[0055](3)燒結(jié):將上述生坯放入燒結(jié)爐中按照以下燒結(jié)工藝燒結(jié):
[0056]a.低溫脫出成型劑:室溫到成型劑的氣化溫度460°C ；
[0057]b.固相氣氛升溫燒結(jié):在真空氣氛中從成型劑的氣化溫度460°C升溫至950°C，接著在400Pa的CO氣氛中升溫至1380°C ；
[0058]c.液相升溫燒結(jié):真空條件下共晶溫度1380°C到燒結(jié)溫度1500°C ；
[0059]d.燒結(jié)保溫:真空條件下在燒結(jié)溫度1500°C保溫60分鐘；
[0060]e.快速冷卻:通入3000Pa的CO2氣體，再通入3000Pa的Ar氣體，開始冷卻，冷卻過程中，使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，冷卻速度為56°C /min，冷卻至室溫，得到表面不含金屬粘結(jié)相富集層的金屬陶瓷合金。
[0061]實施例2制備的金屬陶瓷合金表面掃描照片如圖2所示，由圖2可以看出，實施例2制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，其硬質(zhì)相和粘結(jié)相均勻分布。
[0062]實施例2制備的金屬陶瓷合金組織結(jié)構(gòu)圖與實施例1相似，其硬質(zhì)相中包括TiCN、TiC硬質(zhì)相和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相，金屬粘結(jié)相為Co，其中M為W、Ta和Cr。
[0063]實施例3
[0064]一種金屬陶瓷合金的制備方法，包括以下步驟:
[0065](I)配料:本實施例所用各原料粉末的質(zhì)量百分比為:42%TiCN，9%TiC，9%TaC，17%WC, 6%Mo2C, 2%Cr3C2,15%Ni。其中，TiCN、TiC粉末的平均粒度為I μ m ；Mo2C粉末的平均粒度為2 μ m ;WC、Cr3C2, TaC, Ni粉末的平均粒度為1.5 μ m。
[0066](2)混合和壓制:按照上述質(zhì)量百分比配制混合粉末500g，并加入3%的成型劑聚乙二醇，然后置于小型滾筒式球磨機中球磨(濕磨)，球磨后將料漿干燥、制粒，然后壓制成生坯。
[0067](3)燒結(jié):將上述生坯放入燒結(jié)爐中按照以下燒結(jié)工藝燒結(jié):
[0068]a.低溫脫出成型劑:室溫到成型劑的氣化溫度460°C ；
[0069]b.固相氣氛升溫燒結(jié):在真空氣氛中從成型劑的氣化溫度460°C升溫至1020°C，接著在300Pa的CO氣氛中升溫至1320°C ；
[0070]c.液相升溫燒結(jié):真空條件下從共晶溫度1320°C燒結(jié)到燒結(jié)溫度1530°C ；[0071]d.燒結(jié)保溫:真空條件下在燒結(jié)溫度1530°C保溫60分鐘；
[0072]e.快速冷卻:通入2000Pa的CO2氣體，再通入3000Pa的He氣，并開始冷卻，冷卻過程中，使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，冷卻速度為50°C /min，冷卻至室溫，得到表面不含金屬粘結(jié)相富集層的金屬陶瓷合金。
[0073]實施例3制備的金屬陶瓷合金表面掃描照片如圖3所示，由圖3可以看出，實施例3制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，其硬質(zhì)相和粘結(jié)相均勻分布。
[0074]實施例3制備的金屬陶瓷合金組織結(jié)構(gòu)圖與實施例1相似，其硬質(zhì)相中包括TiCN、TiC硬質(zhì)相和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相，金屬粘結(jié)相為Ni，其中M為W、Ta和Cr。
[0075]實施例4 [0076]一種金屬陶瓷合金的制備方法，包括以下步驟:
[0077](I)配料:本實施例所用各原料粉末的質(zhì)量百分比為:51%TiCN，5%TiC，6%TaC，15%WC, 6%Mo2C, 2%Cr3C2,10%Co, 5%Ni。其中，TiCN、TiC、WC 粉末的平均粒度為 I μ m ；Mo2C 粉末的平均粒度為2 μ m ；Cr3C2, TaC、Co、Ni粉末的平均粒度為1.5 μ m。
[0078](2)混合和壓制:按照上述質(zhì)量百分比配制混合粉末500g，并加入3%的成型劑聚乙二醇，然后置于小型滾筒式球磨機中球磨(濕磨)，球磨后將料漿干燥、制粒，然后壓制成生坯。
[0079](3)燒結(jié):將上述生坯放入燒結(jié)爐中按照以下燒結(jié)工藝燒結(jié):
[0080]a.低溫脫出成型劑:室溫到成型劑的氣化溫度460°C ；
[0081]b.固相氣氛升溫燒結(jié):在真空氣氛中從成型劑的氣化溫度460°C升溫至1100°C，接著在200Pa的CO氣氛中升溫至1370°C ；
[0082]c.液相升溫燒結(jié):真空條件下從共晶溫度1370°C燒結(jié)到燒結(jié)溫度1430°C ；
[0083]d.燒結(jié)保溫:真空條件下在燒結(jié)溫度1430°C保溫120分鐘；
[0084]e.快速冷卻:通入1000Pa的CO2氣體，再通入3000Pa的Ar氣體以及3000Pa的He氣體，并開始冷卻，冷卻過程中，使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，冷卻速度為60°C /min，冷卻至室溫，得到表面不含金屬粘結(jié)相富集層的金屬陶瓷合金。
[0085]實施例4制備的金屬陶瓷合金表面掃描照片如圖4所示，由圖4可以看出，實施例4制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，其硬質(zhì)相和粘結(jié)相均勻分布。
[0086]實施例4制備的金屬陶瓷合金組織結(jié)構(gòu)圖與實施例1相似，其硬質(zhì)相中包括TiCN、TiC硬質(zhì)相和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相，金屬粘結(jié)相為Co和Ni，其中M為W、Ta和Cr。
[0087]對比例
[0088]為了說明本發(fā)明的金屬陶瓷制備方法與現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點，現(xiàn)做如下對比例:
[0089]對比例中所采用的配料、混合和壓制均與實施例1相同，所不同的是對比例采用常規(guī)燒結(jié)工藝進行燒結(jié)，即:
[0090]a.低溫脫出成型劑:室溫到成型劑的氣化溫度460°C ；
[0091]b.固相氣氛升溫燒結(jié):在真空氣氛中從成型劑的氣化溫度460°C至共晶溫度1350 0C ；
[0092]c.液相升溫燒結(jié):真空條件下從共晶溫度1350°C燒結(jié)到燒結(jié)溫度1450°C ；
[0093]d.燒結(jié)保溫:真空條件下在燒結(jié)溫度1450°C保溫60分鐘；
[0094]e.冷卻:隨爐冷卻，冷卻速度為15°C /min，冷卻至室溫，得到金屬陶瓷。[0095]對比例制得的金屬陶瓷表面的照片如圖5所示，由圖5可以看出，對比例制得的金屬陶瓷表面基本被金屬粘結(jié)相所覆蓋，表面形成金屬粘結(jié)相富集層。
[0096]由圖1可以看出，實施例1制備的金屬陶瓷合金的表面不含金屬粘結(jié)相富集層，其硬質(zhì)相和粘結(jié)相均勻分布。圖6所示的是本發(fā)明實施例1的金屬陶瓷合金組織結(jié)構(gòu)圖，從圖上也可以看出硬質(zhì)相和粘結(jié)相間隔均勻分布，硬質(zhì)相中包括TiCN、TiC硬質(zhì)相I和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相2，金屬粘結(jié)相3為Co和Ni。實施例1中M為W、Ta和Cr，Co和Ni之和的比例為21%。
[0097]上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配料:選用Ta、W、Mo、Cr、Ti的碳化物和TiCN作為硬質(zhì)相原料，Co和/或Ni作為金屬粘結(jié)相原料，各原料的質(zhì)量百分比如下: 金屬粘結(jié)相原料6%~25%， 硬質(zhì)相原料其余， 各原料質(zhì)量百分比的總和為100%; (2)混合:將上述準備的各原料與成型劑混合均勻； (3)壓制:將混合后的原料進行球磨、干燥、制粒，并壓制成生坯； (4)燒結(jié):將上述的生坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，包括以下階段: a.低溫脫出成型劑:從室溫升溫到成型劑的氣化溫度； b.固相氣氛升溫燒結(jié):從成型劑的氣化溫度升溫到共晶溫度，并從800°C到共晶溫度通入CO氣體，進行氣氛燒結(jié)； c.液相升溫燒結(jié):從共晶溫度升溫到燒結(jié)溫度； d.燒結(jié)保溫:燒結(jié)溫度進行保溫30min~120min； e.快速冷卻:以45°C/min~60°C /min的速度快速冷卻,冷卻至室溫,得到金屬陶瓷·I=1-Wl O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述的金屬粘結(jié)相原料粉末的平均粒度為0.5 μ m~1.5 μ m ;所述的硬質(zhì)相原料粉末的平均粒度為0.5 μ m~3.5 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述的成型劑氣化溫度的控制區(qū)間為4000C~5000C，所述共晶溫度的控制區(qū)間為1270°C~1380°C，所述燒結(jié)溫度的控制區(qū)間為1430°C~1530°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述固相氣氛升溫燒結(jié)階段，通入CO氣體起始溫度為800°C~1100°C，壓力為50Pa~500Pa，結(jié)束溫度為共晶溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述快速冷卻階段，打開燒結(jié)爐兩端保溫層，打開的距離為30cm~40cm，真空快速冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述快速冷卻階段，向爐內(nèi)通入CO2以及Ar和/或He的混合氣體，并使氣體在爐內(nèi)循環(huán)，快速冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:通入CO2，壓力為1000Pa~3000Pa，然后通入Ar，通入氣體總壓力不超過8000Pa ； 或通入CO2，壓力為1000Pa~4000Pa，然后通入He，通入氣體總壓力不超過8000Pa ； 或通入CO2，壓力為1000Pa~3000Pa，然后通入Ar和He混合氣體，通入氣體總壓力不超過 8000Pa。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的金屬陶瓷合金的制備方法，其特征在于:所述Ar和He混合氣體中Ar/He體積比等于0.5~2。
9.一種如權(quán)利要求1~8中任一項所述金屬陶瓷合金制備方法得到的金屬陶瓷合金，包括硬質(zhì)相和金屬粘結(jié)相，所述的硬質(zhì)相包括TiCN、TiC硬質(zhì)相和(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相，所述的金屬粘結(jié)相為Co和/或Ni，其特征在于:所述金屬陶瓷合金表面不含金屬粘結(jié)相富集層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬陶瓷合金，其特征在于:所述(Ti/Mo/M) (CN)多元環(huán)形相是在燒結(jié) 過程中擴散反應形成的，其中M是W、Ta、Cr中的一種或者幾種。
【文檔編號】C22C29/02GK103589929SQ201310487918
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】周書助, 王社權(quán), 朱磊, 張曉明, 高凌燕, 鄢玲莉 申請人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司