CN104120324A - 金属陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属陶瓷，包括40～80％TiN、0.5～10％TiO₂、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr。本发明的氮化钛金属陶瓷直接以TiN为硬质相基体材料，调节金属相Ni和各种添加相的成分比例，使其结构和性质发生改变，进一步提升产品的致密度、强度和稳定性；并且使烧胚的颜色从氮化钛本身的黄金色转红，得到明亮的玫瑰金颜色。

Description

金属陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷相与金属相组成的复合材料技术领域，具体涉及一种金属陶瓷及其制备方法。

背景技术

目前，用于钟表零件和首饰及其他装饰品的玫瑰金色材料，主要由金及其合金或其他金属或者陶瓷通过电镀、离子镀等方式获得。但是金及其合金的硬度较低，在使用时如果跟较硬的物质接触时，容易产生划痕或者变形。并且在长期使用后，由于长期跟水和空气中的氧气等的接触，会导致表面质量下降，出现氧化、表面粗糙度增加而失去明亮度等缺陷。使用其他金属或者陶瓷，可以改善硬度缺陷，本身色泽并不符合使用的需求，为了获得玫瑰金色的使用效果须在金属或陶瓷上电镀上一层玫瑰金薄膜，该薄膜的硬质和同样易出现刮花、脱落、氧化等缺陷。比如CN1325883A号专利公开了一种氧化锆基的、具有金色金属外观的制品的方法，采用将经过还原或部分还原的氧化锆制品在由氨或氮与氢的混合物或这种气体与这种混合物的组合所产生的等离子体的反应容器中，在500～900℃的条件下保持至少5分钟，可得到金色的氧化锆陶瓷装饰件。技术本质是通过高温下在特定气氛中使氧化锆陶瓷制品表面氮化，来生成金黄色的氮化锆薄膜。该技术实现需要特定的设备、需要增加对氧化锆成瓷的后续处理工艺，增加了成本；同时生成的金色薄膜只有约300nm厚，也存在薄膜的磨损、划伤风险；通过该技术获得的氧化锆陶瓷装饰件为淡金色，色泽方面也无法完全满足使用效果。

为了弥补上述问题膜的缺陷以及陶瓷材料本身金和合金硬度不够的问题，逐渐倾向于采用将金属陶瓷本身的色泽和硬度上进行提升，直接制备出能够具有符合色泽和硬度要求的金属陶瓷。比如CN101948307A公开了一种金黄色钇锆结构陶瓷及其制备方法，该方法通过在氧化锆粉体中添加稀土色料，从而得到整体均呈现金黄色的块体仿金材料。其技术手段虽然可以制备整体为金黄色的块体陶瓷材料，但由于氧化锆陶瓷基体本身材质的原因，不能够呈现较好的金属质感，颜色本身的明度值较低，肉眼观察时颜色灰暗；同时，金属陶瓷本身的改进也较为有限，各方面的性能并未有效的提升。

相比上述金黄色钇锆结构陶瓷，氮化钛陶瓷的性质较为优良，能够初步满足质量的要求；氮化钛又称钛金，具有色泽美观、耐腐蚀、高硬度、耐磨、强度高等优点；但是氮化钛高温烧结时易脱氮，烧结性能差，与金属的润湿性不良，氮化钛基防金材料的制取十分困难，因此在仿金上的应用主要以氮化钛镀层形式出现。若以氮化钛为硬质相，金属镍为粘结相，制取玫瑰金色金属陶瓷烧胚,采用传统的碳氮化钛金属陶瓷制备工艺，TiN粉末和Ni粉以及其他的添加物(MoC、WC、TaC等)按比例混合，加入有机溶剂后球磨30～70小时，干燥后采用模压成型或等静压成型，真空气氛烧结，烧结温度1300～1700℃，保温2～4小时。由于烧结过程中脱氮，且虽然加入了MoC等改善润湿性的材料，但由于MoC等碳化物对TiC和金属Ni的润湿性改善有较好的效果，对TiN和金属Ni的润湿性改善却无太大效果，因此得到的烧胚空洞较多，密度较低、耐磨性差，金属Ni在局部聚集并析出，抛光后表面很多麻点和孔洞，颜色暗淡。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种致密度、强度和稳定性等性质优良，且本身色泽为玫瑰金色的金属陶瓷，及该金属陶瓷的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种氮化钛金属陶瓷，包括40～80％TiN、0.5～10％TiO₂、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr。

本发明的金属陶瓷直接以TiN为硬质相基体材料，调节金属相Ni和各种添加相的成分比例，使其结构和性质发生改变，进一步提升产品的致密度、强度和稳定性；并且使烧胚的颜色从氮化钛本身的黄金色转红，得到明亮的玫瑰金颜色。

本发明进一步还提出一种金属陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

按照40～80％TiN、0.5～10％TiO2、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr获取金属陶瓷原料；

用P对Ni进行改性处理形成P对Ni的包覆结构；

用TiO₂粉对TiN粉进行改性处理，使TiO₂的部分氧原子进入TiN晶格；

将所述改性后的TiN、改性后的Ni及Mo、Nb、Cr、C原料混合进行球磨，并干燥得陶瓷粉体；

向所述陶瓷粉体加入粘结剂后进行混炼制成注射喂料；

将所述注射喂料进行注射成型，得生胚；

将所述生胚进行脱脂处理后，并于非氧化气氛下进行排胶；

将排胶后的生胚烧结。

采用本发明上述制备方法，通过对原料的投料比进行改变，通过量比的改变进而使原料的包覆层级结果改变；并且通过对原料的改性预处理，进而最终提升金属陶瓷的整体性能，制备出的金属陶瓷块体其具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、防氧化变色、生物相容性好、导热性好等优良的性质；而且色彩纯正，可以直接作为装饰用金属陶瓷块体使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例氮化钛金属陶瓷制备方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实例提供了一种金属陶瓷，其包括40～80％TiN、0.5～10％TiO2、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr。

为了使产品的色泽和性能能够满足要求的氮化钛金属陶瓷，本发明氮化钛以TiN为基体硬质相，不引入TiC这种材料；因为TiC是一种黑灰色的碳化物，且与TiN晶型相同，很容易固溶在一起，若大量加入，会完全遮盖氮化钛固有的明亮金黄色，整个烧胚会变成灰黑色；直接以单一的TiN为硬质相基体材料，通过改变投料比，调节金属相Ni和各种添加相的成分比例，采用通过调节量比改变TiN中包围硬质相的包覆层结构，使其包覆相生长完全，防止随意的量比使其包覆层的变薄或者破坏；也不会出现游离的TiN，也不会产生金属Ni析出，提升了金属陶瓷的密度和润湿性等性能。

并且在制备中采用通过P包覆Ni形成Ni改性，进一步更加保证反应组元以新鲜洁净的原子，破坏金属颗粒表面的钝化层，使P原子均匀的包覆在金属镍原上，提高金属陶瓷的致密度。

本发明进一步还提出一种金属陶瓷的制备方法，参见图1所示，按照上述氮化钛金属陶瓷的物料比例获取原料之后进行如下步骤：

S10，用P粉对Ni粉进行改性处理，形成P对金属Ni的包覆结构；

S20，对TiN粉和TiO2粉进行改性处理，使TiO2的部分氧原子进入TiN晶格，从而生成了T_xN_y化合物；

S30，将改性处理后的TiN、Ni粉及Mo、Nb、Cr、C的原料粉末进行球磨处理，干燥后得陶瓷粉体；

S40，将干燥后的陶瓷粉体加入粘结剂后进行混炼，使陶瓷粉体和粘结剂均匀混合制成注射喂料；

S50，将注射喂料进行注射成型，生成生胚；

S60，将成型好的生坯进行溶剂脱脂；

S70，将脱脂后的生胚在非氧化气氛下进行排胶处理；

S80；烧结；

S90，尺寸、表面加工。

本发明上述方法直接以TiN为硬质相基体材料，调节金属相Ni和各种添加相的成分比例，使其结构和性质发生改变，进一步提升产品的致密度、强度和稳定性；并且使烧胚的颜色从氮化钛本身的黄金色转红，得到明亮的玫瑰金颜色。

其中上述步骤S10中，用P粉对Ni粉进行改性处理的过程采用真空球磨进行，将上述P粉与Ni粉的混合料置于真空球磨罐中，然后按照1:10～1:50的料球比加入硬质合金球，再于低于0.1pa的真空条件下进行真空球磨。在这一步骤S10中可以采用行星高能球磨机进行，时间控制为40～100小时；实现P粉与Ni粉的机械合金化混合，使两种粉末颗粒在球磨罐中受到高能球的碰撞、挤压，颗粒发生严重塑性变形、断裂、冷焊，缩短原子扩散的距离。这一步骤处理之后：1)保证反应组元以新鲜洁净的原子，破坏金属颗粒表面的钝化层，使P原子均匀的包覆在金属镍原上；2)使粉末不断细化，大大增加反应的接触面积，缩短扩撒距离，显著减小扩撒速度对反应动力学的限制；3)通过高能球磨使晶粒产生畸变和缺陷，甚至在晶粒表面产生断键，从而使粉末的活性大大提高，降低烧成温度和难度，从而预防TiN高温情况下的大量挥发，防止烧胚产生空洞和空隙，提高致密度。完成P粉对金属Ni粉的上述处理后，可以形成P元素对金属Ni的包裹，由于P与TiN有较好的润湿性，同时加入后不会与Ni、TiN等组分反应生成有害的脆性中间化合物，不会造成降低金属陶瓷的强度；所以可以大大改善金属Ni对TiN的润湿性，促进液相金属Ni在TiN颗粒上的扩散，防止烧结时由于Ni与TiN的不润湿、不相容而导致金属Ni的大量析出及烧胚密度下降问题。

进一步步骤S20中对TiN粉和TiO₂粉进行改性处理，其具体实现为：将TiN粉和TiO₂粉的原料粉末置于球磨罐中，加入有机溶剂球磨20～40小时后烘干；烘干后用陶瓷匣钵装料并置于真空炉中，向真空炉中按照10L/h～50L/h流量的通氮气，并同时以2℃～5℃/分钟的升温速率升温至800～1200℃，保温1～2小时完成TiN粉和TiO₂粉的改性处理。其中升温过程中氮气流量保持不变，完成后将改性好的TiN粉和TiO₂粉末取出过筛。通过XRD分析，添加的TiO₂与TiN发生作用，部分氧原子进入氮化钛晶格，经检测生成了T_0.34N_0.74化合物，改性处理后的可以促进氮化钛粉末的烧结，减少金属陶瓷气孔并降低烧成温度，最大限度减少TiN高温下的分解。当然在这一过程中，有机溶剂可以选择与TiN粉和TiO₂粉性质比较配合的乙醇、甲醇等；为了保证改性的质量和效果，TiO₂粉原料选用金红石型进行。

在上述步骤S10和步骤S20中需要指出的是，这两个对原料进行改性的步骤可以同时进行，或者先后均可，只要在步骤S30中同时加入使用即可。

完成上述改性处理之后，步骤S30将将改性处理后的TiN、Ni粉及Mo、Nb、Cr、C的原料粉末进行球磨，使原料粉末均匀粉碎混合；实施时仍然可以采用真空球磨罐进行，将上述原料与乙醇、甲醇、2-丙醇等有机溶剂一并加入球磨罐内，然后将球磨罐置于球磨机上进行球磨，实现混匀、粉碎。

并且在步骤S30中球磨过程中，具体针对个物料的性质，采用将改性TiN粉末、改性Ni粉末、平均粉末粒度为3～8um的Nb粉末、平均粉末粒度为3～10um的Mo粉末、平均粉末粒度为3～8um的Cr粉末及平均粒度为1～5um的C粉末，且以下述物料量进行选用：40～80wt％改性后的TiN粉、10～30wt％改性后的Ni粉、0～20wt％Nb、0～20wt％Mo、0～10wt％Cr、0～10wt％C，然后进行球磨使其粉末的粒径、细度更加均匀一致。并且在这一步骤S30中，为了使粘结相金属Ni和添加相金属Nb、Mo等能更好的分散于氮化钛硬质陶瓷相中，形成更均匀更细小的显微组织结构，球磨的时间设定为30小时～70小时内。球磨之后将所得的混合浆料进行喷雾干燥，形成陶瓷粉体；干燥过程可以采用闭式喷雾干燥装置进行，进料口120到150℃，出料口30到50℃，干燥过程中气体介质为氮气，进行保护防止氧化等等。

步骤S40将步骤S30中干燥获得的陶瓷粉体与粘结剂混合后进行混炼处理，制成可以用于生胚成型的注射喂料，具体实施中，将喷雾干燥好的陶瓷粉体与粘结剂在混炼机中混合均匀；粘结剂为石蜡、聚乙烯、聚丙烯、油酸的混合物。混炼过程中温度控制为200℃以下，为保证均匀性，混炼时间可以控制3小时以上。

步骤S50进一步将步骤S40中所获得的注射喂料在注射模具的辅助下用注射成型机注射成型，生成预定形状的生胚；其中在这一步骤中，注射模具可以根据实际需要进行自制，制造过程中根据实际情况和具体需要，模具中型腔的形状可以根据所需的陶瓷形状进行设计，控制模具到烧坯的收缩率为1.25到1.35。注射成型的过程中，注射温度优选为160～175℃，注射压力50～80Mpa。

步骤S60进一步将步骤S50中注射成型的生胚进行脱脂处理，脱脂处理采用脱脂溶剂进行，即将成型好的生坯放入脱脂溶剂中进行溶剂脱脂。所选脱脂溶剂可为煤油或正庚烷或其他环保溶剂。脱脂过程中温度优选为50～60℃，时间为20～50小时。

在脱脂完成之后，即可进行排胶的处理，步骤S70中将脱脂后的生胚置于氮气气氛或惰性气氛等非氧化气氛下进行排胶；排胶过程中温度控制选为2℃/分钟升温至450～750摄氏度，然后保温2.5～5h。

步骤S70排胶完成之后即可将生胚进行S80中的烧结处理即可获得陶瓷烧胚；实施中在高温真空炉中，选择氮气气氛或惰性气氛或真空，将排胶好的生坯体放在耐高温陶瓷容器中进行烧结。烧结的过程中陶瓷容器内需预先均匀的铺一层烧成用敷粉，该敷粉优选纯度为95％以上的氮化铝、氮化硼、氮化钛等高熔点粉体。并且在烧结过程中，当选择真空烧结制备玫瑰金色陶瓷时，真空度优选为1pa以下，以防止烧结时氮化钛被氧化而影响玫瑰金色陶瓷的呈色性。并且为了使烧胚的密度进行提升至96％以上，需要控制烧结温度为1300～1800℃。

陶瓷烧胚还可以利用金刚石砂轮机进行切削，对得到的玫瑰金色陶瓷烧胚进行尺寸加工。将切削加工好的坯体投入离心抛光机，先使用300#黑金刚砂将加工时留下的砂轮痕迹打平，然后使用4000#绿金刚砂进行抛光，打磨抛光后可得到表面粗糙度0.02以下的镜面效果。

采用本发明上述制备方法，通过对原料的投料比进行改变，通过量比的改变进而使原料的包覆层级结果改变；并且通过对原料的改性预处理，进而最终提升金属陶瓷的整体性能，制备出的金属陶瓷块体其具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、防氧化变色、生物相容性好、导热性好等优良的性质；而且色彩纯正。可以直接作为装饰用金属陶瓷块体使用，用于制备玫瑰金色陶瓷刀、陶瓷手表、陶瓷戒指、陶瓷手链、手机陶瓷装饰零件等。

为了使本发明的制备方法步骤更加易于理解，以下通过多个实施例进行举例说明：

实施例1

S10，称取Ni粉末(纯度99.5％、平均粒度4um)740g、P粉末(纯度99.9％、平均粒度0.8um)40g，置于不锈钢真空球磨罐中，按料球比1:20加入WC硬质合金球。然后将罐子抽真空后放入高能球磨机，球磨30小时，然后将粉末取出，过筛，完成P粉对Ni粉的改性。

S20，称取TiN粉末2500g(纯度99.5％、平均粒度5um)、TiO₂粉末30g(纯度99.9％、平均粒度1um)置于球磨罐中，加入适量酒精和磨球后，球磨25小时。然后取出料浆，烘干、过筛后装入陶瓷匣钵，放入真空炉中，按5℃/分的速率升温到1000℃，并保温2小时，升温过程中保证20L/h的氮气流量；过程完成后得到改性后的TiN粉末粉碎过筛备用。

S30，称取200g Nb粉末(纯度99.5％、平均粒度3um)、340g Mo粉末(纯度99.8％、平均粒度3um)、68g铬粉末(纯度99.5％、平均粒度5um)、80g碳粉末(纯度99.9％、平均粒度1um)，连同改性好的TiN粉末和Ni粉末一起，置于5L的尼龙球磨管中。球磨石采用直径为5mm的高纯氧化锆球16公斤，然后加入酒精1.5公斤；将球磨罐密封好后放到球磨回转台上，调节转速为25，球磨50小时，获得球磨浆料。

把球磨好的浆料转移到带搅拌器的储料缸中，并加入0.2％的分散剂，用于调整浆料的粘度，以保证在固含量不变的情况下降低粘度，有利于喷雾造粒。闭式喷雾干燥塔采用氮气为气体介质，设定进料口温度为130摄氏度，出料口温度为40摄氏度，雾化器转速为20，获得喷雾干燥的陶瓷粉体；将干燥好的陶瓷粉体过筛后收集起来，并密封。

S40、将干燥好的陶瓷粉体和石蜡、聚乙烯、聚丙烯、油酸一起加入混炼机中进行混炼。其中，混炼温度为175℃，混炼转子转速为60转/分，混炼时间为3小时，得到混炼均匀的喂料。

S50，将制备好的喂料，放入注射成型机，利用设计好的模具进行注射成型生成生胚。注射成型温度为170℃，注射压力50Mpa，注射速度为40％。

其中本实施例中的模具陶瓷所需要的形状和图纸要求设计，保证其模具到烧坯的收缩率采用1.25。

S60、把成型好的生坯产品放入煤油中溶剂脱脂，脱脂温度设定为60摄氏度，脱脂时间20小时。

S70，将脱脂好的生胚晾干后，放入真空炉中，在氮气氛下排胶。升温速度为1℃/分钟，最高温度600℃，并保温2小时。

S80，然后把排胶好的生坯放入氮化硼陶瓷坩埚内，坩埚底部预先铺一层高温处理过的氮化钛粉末。然后将坩埚放入高温真空炉内进行烧结，烧结气氛为氮气氛，烧结温度为1600℃，保温3小时，烧结后利用排水法测得烧胚密度为6.1g/cm³。

S90，利用金刚石砂轮机，对烧胚进行尺寸切削、打磨。然后将打磨好的产品投入离心抛光机中，加入300#金刚砂进行粗抛，将机加工时留下的砂轮痕迹去除。最后采用4000#的绿金刚砂微粉，对产品进行精抛，得到表面粗糙度小于0.05um的具有玫瑰金颜色且带强烈金属质感的金属陶瓷。

实施例2

S10，称取Ni粉末(纯度99.5％、平均粒度4um)900g、P粉末(纯度99.9％、平均粒度0.8um)65g，置于不锈钢真空球磨罐中，按料球比1:30加入WC硬质合金球。然后将罐子抽真空后放入高能球磨机，球磨28小时，然后将粉末取出，过筛，完成Ni粉末的改性。

S20，称取TiN粉末2200g(纯度99.5％、平均粒度5um)、TiO2粉末20g(纯度99.9％、平均粒度1um)置于球磨罐中，加入适量酒精和球后，球磨20小时。然后取出料浆，烘干、过筛后装入陶瓷匣钵，放入真空炉中，按10℃/分的速率升温到1100℃，并保温2小时，升温过程中保证10L/h的氮气流量。改性完成后的TiN粉末粉碎过筛备用。

S30，称取180g Nb粉末(纯度99.5％、平均粒度3um)、450g Mo粉末(纯度99.8％、平均粒度3um)、56g铬粉末(纯度99.5％、平均粒度5um)、100g碳粉末(纯度99.9％、平均粒度1um)，连同改性好的TiN粉末和Ni粉末一起，置于5L的尼龙球磨管中。球磨石采用直径为3mm的高纯氧化锆球12公斤，然后加入酒精1公斤。将球磨罐密封好后放到球磨回转台上，调节转速为25，球磨45小时。

把球磨好的浆料转移到带搅拌器的储料缸中，并加入0.2％的分散剂，用于调整浆料的粘度，以保证在固含量不变的情况下降低粘度，有利于喷雾造粒。闭式喷雾干燥塔采用氮气为气体介质，设定进料口温度为140摄氏度，出料口温度为45摄氏度，雾化器转速为25。将喷雾干燥好的陶瓷粉体过筛后收集起来，并密封。

S40，将干燥好的陶瓷粉体和石蜡、聚乙烯、聚丙烯、油酸一起加入混炼机中进行混炼。其中，混炼温度为170℃，混炼转子转速为70转/分，混炼时间为2.5小时，得到混炼均匀的喂料。

S50，将制备好的喂料破碎后，放入注射成型机，利用模具进行注射成型。注射成型温度为168℃，注射压力70Mpa，注射速度为50％；模具到成型的收缩率采用1.30。

S60，把成型好的玫瑰金色陶瓷生坯产品放入煤油中溶剂脱脂，脱脂温度设定为58℃，脱脂时间30小时。

S70，将脱脂好的生胚晾干后，放入真空炉中，在氮气氛下排胶。升温速度为1.5℃/分钟，最高温度750℃，并保温2小时。

S80，然后把把排胶好的陶瓷产品坯体放入氮化硼陶瓷坩埚内，坩埚底部预先铺一层高温处理过的氮化钛粉末。然后将坩埚放入高温真空炉内进行烧结，得到烧胚体；烧结气氛为氮气氛，烧结温度为1650℃，保温2小时，烧结后利用排水法测得烧坯密度为6.15g/cm3。

S90，利用金刚石砂轮机，对玫瑰金色陶瓷烧坯体进行尺寸打磨。然后将打磨好的产品投入离心抛光机中，加入300#金刚砂进行粗抛，将机加工时留下的砂轮痕迹去除。最后采用4000#的绿金刚砂微粉，对产品进行精抛，得到表面粗糙度小于0.02um的具有美丽的玫瑰金颜色且带强烈金属质感的装饰件产品。

实施例3

S10，称取Ni粉末(纯度99.5％、平均粒度4um)1000g、P粉末(纯度99.9％、平均粒度0.8um)150g，置于不锈钢真空球磨罐中，按料球比1:25加入WC硬质合金球。然后将罐子抽真空后放入高能球磨机，球磨35小时，然后将粉末取出，过筛，完成Ni粉末的改性。

S20，称取TiN粉末3200g(纯度99.5％、平均粒度5um)、TiO2粉末50g(纯度99.9％、平均粒度1um)置于球磨罐中，加入适量酒精和球后，球磨15小时。然后取出料浆，烘干、过筛后装入陶瓷匣钵，放入真空炉中，按8℃/分的速率升温到1000℃，并保温2小时，升温过程中保证30L/h的氮气流量。改性完成后的TiN粉末粉碎过筛备用。

S30，称取200g Nb粉末(纯度99.5％、平均粒度3um)、600g Mo粉末(纯度99.8％、平均粒度3um)、15g铬粉末(纯度99.5％、平均粒度5um)、54g碳粉末(纯度99.9％、平均粒度1um)，连同改性好的TiN粉末和Ni粉末一起，置于5L的尼龙球磨管中。球磨石采用直径为10mm的高纯氧化锆球20公斤，然后加入酒精2公斤。将球磨罐密封好后放到球磨回转台上，调节转速为20，球磨35小时。

把球磨好的浆料转移到带搅拌器的储料缸中，并加入0.2％的分散剂，用于调整浆料的粘度，以保证在固含量不变的情况下降低粘度，有利于喷雾造粒。闭式喷雾干燥塔采用氮气为气体介质，设定进料口温度为130摄氏度，出料口温度为35摄氏度，雾化器转速为10。将干喷雾燥好的陶瓷粉体过筛后收集起来，并密封。

S40，将干燥好的玫瑰金色陶瓷粉体和石蜡、聚乙烯、聚丙烯、油酸一起加入混炼机中进行混炼。其中，混炼温度为175℃，混炼转子转速为75转/分，混炼时间为3.5小时，得到混炼均匀的喂料。

S50，将制备好的喂料，放入注射成型机，利用设计好的模具进行注射成型生成生胚。注射成型温度为175℃，注射压力80Mpa，注射速度为60％；模具到烧胚的收缩率采用1.35。

S60，把成型好的玫瑰金色陶瓷生坯产品放入煤油中溶剂脱脂，脱脂温度设定为50℃，脱脂时间45小时。

S70，将脱脂好的生胚晾干后，放入真空炉中，在氮气氛下排胶。升温速度为2℃/分钟，最高温度550℃，并保温3小时。

S80，然后把把排胶好的生胚放入氮化硼陶瓷坩埚内，坩埚底部预先铺一层高温处理过的氮化钛粉末；然后将坩埚放入高温真空炉内进行烧结，烧结气氛为氮气氛，烧结温度为1750℃，保温2小时，烧结后利用排水法测得烧坯密度为6.12g/cm3。

S90，利用金刚石砂轮机，对玫瑰金色陶瓷烧坯进行尺寸打磨。然后将打磨好的产品投入离心抛光机中，加入300#金刚砂进行粗抛，将机加工时留下的砂轮痕迹去除。最后采用4000#的绿金刚砂微粉，对产品进行精抛，得到表面粗糙度小于0.016um的具有玫瑰金颜色且带强烈金属质感的装饰件产品。

将本发明上述实施例1-3中所制备获取的氮化钛金属陶瓷与CN101948307A方法所制备的金属陶瓷进行的各项性能测试，其测试结果见下表：

从上表中可以看出，在满足本身使用需求的情况下，由于本发明处理中采用原料的改性提升润湿性等等性质，从而使其在装饰使用中色度和明度大大提高；而且整体物理性能也更加平衡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属陶瓷，其特征在于，包括40～80％TiN、0.5～10％TiO₂、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr。

2.如权利要求1所述的一种金属陶瓷，其特征在于，所述P包覆所述Ni。

3.一种权利要求1或2所述金属陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照40～80％TiN、0.5～10％TiO₂、0.8～20％P、10～30％Ni、0～20％Nb、0～20％Mo、0～10％C、0～10％Cr获取金属陶瓷原料；

用P对Ni进行改性处理形成P对Ni的包覆结构；

用TiO₂粉对TiN粉进行改性处理，使TiO₂的部分氧原子进入TiN晶格；

将所述改性后的TiN、改性后的Ni及Mo、Nb、Cr、C原料混合进行球磨，并干燥得陶瓷粉体；

向所述陶瓷粉体加入粘结剂后进行混炼制成注射喂料；

将所述注射喂料进行注射成型，得生胚；

将所述生胚进行脱脂处理后，并于非氧化气氛下进行排胶；

将排胶后的生胚烧结。

4.如权利要求3所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，用所述P对Ni进行改性处理形成P对Ni的包覆结构步骤包括：

将P和Ni混合行程混合料后，按照1:10～1:50的料球比加入硬质合金球，并于真空条件下球磨处理。

5.如权利要求3所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，对所述TiN粉和TiO₂粉进行改性处理，使TiO₂的部分氧原子进入TiN晶格步骤包括：

将TiN和TiO₂原料加入有机溶剂球磨后烘干；

将球磨后的TiN和TiO₂于保护气氛下进行热处理，其中热处理中以2℃～5℃/分钟的升温速率升温至800～1200℃，并保温1～2小时。

6.如权利要求3至5任一项所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为石蜡、聚乙烯、聚丙烯、油酸的混合物。

7.如权利要求3至5任一项所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，将所述生胚进行脱脂处理步骤中脱脂溶剂为煤油或正庚烷。

8.如权利要求3至5任一项所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，将所述排胶后的生胚烧结步骤中，将所述排胶后的生胚置于一陶瓷容器中进行烧结，且所述陶瓷容器内预设有敷粉。

9.如权利要求8所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述敷粉为纯度95％以上的氮化铝、氮化硼或氮化钛。

10.如权利要求3至5任一项所述的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，将所述排胶后的生胚烧结步骤之后，还包括将所述烧结得到的烧胚进行尺寸打磨和表面抛光处理；

和/或将所述排胶后的生胚烧结步骤中，于1pa真空度条件下进行所述烧结，且所述烧结过程中温度为1300～1800℃。