一種TiC金屬陶瓷刀具材料及其製備方法與流程
2023-09-15 18:05:00 1
本發明屬於金屬陶瓷領域，具體涉及一種tic金屬陶瓷刀具材料及其製備方法。
背景技術：
：為了改善tic金屬陶瓷刀具材料的切削性能，人們常加入wc、tac、mo2c來改善金屬陶瓷刀具材料的高溫紅硬性，以擴大金屬陶瓷刀具的應用範圍。一般情況下都是以wc、tac、mo2c的純淨物形式添加。研究發現添加wc、tac，適當降低tic的含量可以擴大tic基金陶瓷切削工具的應用範圍；而添加mo能改善粘結相與tic的潤溼性能。科學工作者經過大量的試驗發現添加wc、tac以固溶體形式（w，ti，ta）c的形式加入效果更好，但是效果提升有限。mo的添加一般都不預製成tic-mo2c固溶體而是直接加入mo2c來製備混合料，難以達到預期的效果。技術實現要素：本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種力學性能優異的tic金屬陶瓷刀具材料，提高用該金屬陶瓷刀具材料製備的刀具的切削性能，並提供該tic金屬陶瓷刀具材料的製備方法。本發明的技術方案為：一種tic金屬陶瓷刀具材料，所述金屬陶瓷刀具材料中，co的含量為6~10wt.%，ni含量為6~10wt.%，碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的含量為80~88wt.%，所述碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的化學式為（w0.09-0.11ti0.80-0.88ta0.020-0.030mo0.030-0.040）c。採用這種固溶方式加入wc，tac和mo2c可使生產出來的材料金相組織更加均勻，改善了硬質相的相結構，晶粒組織更加細小，材料的強度和硬度都有大幅提升。進一步地，所述碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的化學式為（w0.09-0.11ti0.82-0.86ta0.023-0.027mo0.033-0.037）c。進一步地，所述碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的化學式為（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c。進一步地，所述金屬陶瓷刀具材料中co和ni的平均粒徑均為0.8~1.0μm。進一步地，所述碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的平均粒徑為2~3μm。本發明中，上述金屬陶刀具材料的製備方法，包括如下步驟：（1）按照配方分別稱取co、ni、碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末，混合；（2）向步驟（1）中混合物中加入溼磨介質，球磨68~74h，以將原料均勻混合，其中，球料比為3~6:1；（3）再摻入佔步驟（2）中獲得的混合原料總量2~6wt.%的成型劑，混合1~3h，乾燥制粒後壓成刀片毛坯，在1450~1475℃、4~6mpa條件下，低壓燒結1~2h，獲得金屬陶刀具材料。進一步地，步驟（2）中溼磨介質為己烷，溼磨介質的添加量為每公斤粉末原料添加350~450毫升。進一步地，步驟（2）中球磨時間為72h，球料比為4:1。進一步地，步驟（3）中成型劑為石蠟。進一步地，步驟（3）中燒結溫度為1470℃，燒結時間為1.5h。本發明可以根據不同需要選用化學組成不同的（w，ti，ta，mo）c五元固溶體，獲得組份、性能不一的tic金屬陶瓷刀具材料，將本發明的tic金屬陶瓷刀具材料用於陶瓷刀具的製備可以大大提高刀具的質量穩定性、切削性能和使用壽命。附圖說明圖1是本發明中所用碳化鎢鈦鉭鉬固溶體粉末的xrd圖譜。具體實施方式以下將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。實施例1本實施方式中，金屬陶瓷刀具材料中，co的含量為6wt.%，ni含量為8wt.%，碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的含量為86wt.%，所述碳化鎢鈦鉭鉬固溶體的化學式為（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c。該金屬陶瓷刀具材料的製備方法如下：（1）按照配方分別稱取co、ni和（w0.1ti0.84ta0.025mo0.035）c，混合，其中，co、ni的平均粒徑分別為1μm；（2）以己烷為溼磨介質，球磨72h，以將原料均勻混合，其中，球料比為4:1；（3）再參蠟混合2h，乾燥制粒後壓成刀片毛坯，在1470℃、4~6mpa條件下，低壓燒結1.5h，獲得tic金屬陶刀具材料a。其中，步驟（2）中己烷的添加量為每公斤粉末原料添加400毫升。從圖1中可以看出，所用固溶體粉末為單相物質，且結晶度較高。對比例1以wc、tac、mo2c單質方式加入來製取同樣成份的傳統tic基金屬陶瓷刀具材料，具體試驗情況如下：傳統tic基金屬陶瓷刀具材料的製作配方為：6wt.%co，8wt.%ni，20wt.%wc，5.2wt.%tac，7.7wt.%mo2c，其餘為tic。在僅改變配方的情況下，使用實施例1中的製備方法獲得tic金屬陶瓷刀具材料b。tic金屬陶瓷刀具材料a和tic金屬陶瓷刀具材料b的性能檢測結果具體如表1所示。表1不同固溶方式下金屬陶瓷刀具材料性能方案產品抗彎強度（mpa）硬度（hra）密度（g/cm3）金相組織實施例1金屬陶瓷刀具a188592.06.84a02b00c00對比例1金屬陶瓷刀具b142091.46.80a02b02c00從表1中可以看出，本發明的新型金屬陶瓷刀具材料與傳統tic基金屬陶瓷材料相比具有明顯優越的機械性能，本發明的tic金屬陶瓷刀具a比傳統的金屬陶瓷刀具的抗彎強度提升32.7%，在硬度等方面也有提升，能夠大大提高刀具的切削能力和使用壽命。上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用於更清楚地說明本發明，而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的範圍。當前第1頁12