CN102952987B

CN102952987B - 高硬度高韧性金属陶瓷组合物及其制作方法

Info

Publication number: CN102952987B
Application number: CN201210474182.7A
Authority: CN
Inventors: 邓湘凌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: CN102952987A

Abstract

本发明提供一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物及其制作方法，该高硬度高韧性金属陶瓷组合物包括原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70%、碳化钨10-30%、碳化钽1-5%、碳化铬3-5%、钴10-20%、及钼5-10%。该高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法包括如下步骤：步骤1，提供原料；步骤2，将各原料组分球磨搅拌，制成粉末颗粒；步骤3，高压成型；步骤4，排胶脱脂；步骤5，真空高温烧结。本发明采用碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化铬、钴、及钼制成高硬度高韧性的金属陶瓷组合物，该制得的组合物硬度高，具有优良的韧性，耐磨蚀性强，不易碎，不易产生划痕，且对人体无刺激。

Description

高硬度高韧性金属陶瓷组合物及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷组合物，尤其涉及一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物及其制作方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对生活品质及外在形象的要求也越来越高，而饰品不仅起到装饰的作用，还具有提升形象的作用。为了满足不同客户需求，目前市场上出现了手表、手链、戒指等各种饰品，这些饰品很多采用金属陶瓷组合物或不锈钢等材料制成，成本较低，易出现形式多样化。其中，采用金属陶瓷组合物制作的饰品，虽具有硬度高、耐磨损的优点，但也存在易碎的不足；而采用不锈钢材料制作的饰品，韧性高，但硬度较金属陶瓷组合物低，易产生划痕，造成饰品表面不美观。

发明内容

本发明的一目的在于，提供一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物，其硬度高，并具有优良的韧性，耐磨蚀性强，不易碎，不易产生划痕。

本发明的另一目的在于提供一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，操作简单。

为实现上述目的，本发明提供一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物，其包括原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70%、碳化钨10-30%、碳化钽1-5%、碳化铬3-5%、钴10-20%、及钼5-10%。

组合物中碳化钛的重量百分比优选50-60%，碳化钨的重量百分比优选15-30%，碳化钽的重量百分比优选1-2%。

同时，本发明提供一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，包括如下步骤：

步骤1，提供原料，该原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70%，优选50-60%、碳化钨10-30%，优选15-30%、碳化钽1-5%，优选1-2%、碳化铬3-5%、钴10-20%、及钼5-10%；

步骤2，将各原料组分球磨搅拌，制成粉末颗粒；

步骤3，高压成型；

步骤4，排胶脱脂；

步骤5，真空高温烧结。

步骤2中，球磨搅拌时间为48-90小时。

步骤2中，粉末颗粒粒径为0.5-5μm。

步骤3中，高压成型采用干压、热压、或等静压成型。

步骤4中，排胶脱脂的温度小于或等于500℃。

步骤5中，烧结温度为1400-1450℃，保温2-4小时。

本发明的有益效果：本发明采用碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化铬、钴、及钼制成高硬度高韧性的金属陶瓷组合物，该制得的组合物硬度高，具有优良的韧性，耐磨蚀性强，不易碎，不易产生划痕，且对人体无刺激。

具体实施方式

本发明提供一种高硬度高韧性的金属陶瓷组合物，其包括原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70%、碳化钨10-30%、碳化钽1-5%、碳化铬3-5%、钴10-20%、及钼5-10%。该组合物采用钴，不含镍，对人体无刺激作用，使采用该组合物制成的饰品具有普遍适用性。

其中，碳化钛的重量百分比优选50-60%，碳化钨的重量百分比优选15-30%，碳化钽的重量百分比优选1-2%。

该金属陶瓷组合物的维氏硬度HV可达900-1000，断裂韧性可达2500MPa·m^1/2。

本发明高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，包括如下步骤：

步骤1，提供原料，该原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70%，优选50-60%、碳化钨10-30%，优选15-30%、碳化钽1-5%，优选1-2%、碳化铬3-5%、钴10-20%、及钼5-10%。

步骤2，将各原料组分在球磨机中球磨搅拌48-90小时，制成粒径为0.5-5μm的粉末颗粒。

步骤3，高压成型，将球磨搅拌后的粉末颗粒置于预成型的模具中高压成型，成型后脱模，获得组合物半成品。高压成型采用干压、热压、或等静压成型，根据实际操作条件进行选择。

步骤4，排胶脱脂，将高压成型后的组合物半成品在排胶炉中加热，进行排胶脱脂，之后进行自然冷却，排胶脱脂的温度小于或等于500℃。

步骤5，真空高温烧结，将上述排胶脱脂后的组合物半成品置于烧结炉中，在真空、1400-1450℃的高温环境下进行烧结，保温2-4小时，得到组合物成品。该制得的组合物维氏硬度HV可达900-1000，断裂韧性可达2500MPa·m^1/2，耐磨蚀性强，不易碎，不易产生划痕，因此采用该组合物制成的手表、戒指、手链等饰品具有较好的韧性，不易碎且不易产生划痕，美观实用。

综上所述，本发明采用碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化铬、钴、及钼制成高硬度高韧性的金属陶瓷组合物，该制得的组合物硬度高，具有优良的韧性，耐磨蚀性强，不易碎，不易产生划痕，且对人体无刺激。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物，其特征在于，其包括原料组分及其重量百分比如下：碳化钛50-60％、碳化钨15-30％、碳化钽1-5％、碳化铬3-5％、钴10-20％、及钼10％，各组分含量之和为100％；

所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的维氏硬度HV达900-1000，断裂韧性达2500MPa·m^1/2。

2.如权利要求1所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物，其特征在于，碳化钽的重量百分比优选1-2％。

3.一种高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，包括如下步骤：

步骤1，提供原料，该原料组分及其重量百分比如下：碳化钛40-70％、碳化钨10-30％、碳化钽1-5％、碳化铬3-5％、钴10-20％、及钼10％，各组分含量之和为100％；

步骤2，将各原料组分球磨搅拌，制成粉末颗粒；粉末颗粒粒径为0.5-5μm；

步骤3，高压成型；

步骤4，排胶脱脂；

步骤5，真空高温烧结。

4.如权利要求3所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，其特征在于，步骤2中，球磨搅拌时间为48-90小时。

5.如权利要求3所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，其特征在于，步骤3中，高压成型采用干压、热压、或等静压成型。

6.如权利要求3所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，其特征在于，步骤4中，排胶脱脂的温度小于或等于500℃。

7.如权利要求3所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，其特征在于，步骤5中，烧结温度为1400-1450℃，保温2-4小时。

8.如权利要求3所述的高硬度高韧性金属陶瓷组合物的制作方法，其特征在于，所述碳化钛的含量为50-60％，碳化钨的含量为15-30％，碳化钽的含量为1-2％。