CN106521213A - Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，包括以下步骤：将碳化钛、氮化钛、镍、钼、碳化钨、碳和碳化铬通过无水乙醇按照液料比（0.3~0.4）L：1kg混合并研磨获得金属陶瓷液，所述碳化钛、氮化钛均由微米粉和纳米粉混合而成；将金属陶瓷液干燥获得金属陶瓷粉料，并经压团制粒处理获得金属陶瓷颗粒料；将金属陶瓷颗粒料装入模具中，装粉过程中将模具放在振动机上，边装粉边震动；将压力首先升到40MPa，保压5S后继续升压到80MPa，保压10S，再将压力升到140MPa，保压20S。本发明静压成型方法获得Ti（C，N）基金属陶瓷材料具有压坯密度均匀、气孔率低、强度高的特点，为后续产品尺寸控制及质量稳定性提供了帮助，并且拓宽了复杂产品成型的范围。

Description

Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法
技术领域
本发明涉及一种金属陶瓷材料的成型方法，尤其涉及一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法。
背景技术
Ti（C，N）基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷基础上发展起来的一种具有高硬度、高强度、优良的耐高温和耐磨性能、良好的韧性以及密度小、热导率高的新型金属陶瓷材料。可制成各种金属陶瓷刀片，用于切削各类钢材及“以车铣代磨”等精加工领域，除适于切钢外，也可用于加工铸件，还可用于制作各类发动机的耐高温零部件，因此具有良好的市场前景和应用领域。
目前国内外学者在金属陶瓷成份优化等方面进行了大量的工作，但在金属陶瓷成型工艺方面研究甚少，因此对其在应用领域范围有一定的限制，尤其在薄壁耐磨件、长棒材切削刀具等应用领域局限性进一步凸显，主要因为该类产品采用一般模压的成型方法，其压坯密度均匀一致性较差，产品尺寸控制困难；另一方面，由于金属陶瓷成分较为复杂，加入的成型剂导致残炭控制十分重要。发明内容
本发明提供一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，此静压成型方法获得Ti（C，N）基金属陶瓷材料具有压坯密度均匀、气孔率低、强度高的特点，为后续产品尺寸控制及质量稳定性提供了帮助，并且拓宽了复杂产品成型的范围。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将36~38份碳化钛、10~12份氮化钛、26~28份镍、15~18份钼、6~8份碳化钨、1~1.5份碳和0.5~1份碳化铬通过无水乙醇按照液料比（0.3~0.4）L：1kg混合并研磨获得金属陶瓷液，所述碳化钛、氮化钛均由微米粉和纳米粉混合而成；
步骤二、将金属陶瓷液干燥获得金属陶瓷粉料，并经压团制粒处理获得金属陶瓷颗粒料；
步骤三、将金属陶瓷颗粒料装入模具中，装粉过程中将模具放在振动机上，边装粉边震动；
步骤四、将压力首先升到40MPa，保压5S后继续升压到80MPa，保压10S，再将压力升到140MPa，保压20S；
步骤五、按照2MPa/S均匀缓慢地降压；
步骤六、将模具上下托打开，取出压制后获得的Ti（C，N）基金属陶瓷压坯。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述步骤一中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为（8~10）：1。
2、上述方案中，所述步骤一中氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为（8~10）：1。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，其加压采取分段加压到设定压力值，并在每阶段保压一定的时间，确保加压过程中粉料间气体及时排出，减小了弹性后效对压坯质量的影响；具有压坯密度均匀、气孔率低、强度高的特点，为后续产品尺寸控制及质量稳定性提供了帮助，并且拓宽了复杂产品成型的范围，压坯密度均匀性好，并且不需要成型剂降低了生产成本。
附图说明
附图1为本发明静压成型方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将36~38份碳化钛、10~12份氮化钛、26~28份镍、15~18份钼、6~8份碳化钨、1~1.5份碳和0.5~1份碳化铬通过无水乙醇按照液料比（0.3~0.4）L：1kg混合并研磨获得金属陶瓷液，所述碳化钛、氮化钛均由微米粉和纳米粉混合而成；
金属陶瓷复合粉由以下重量份组分组成，如表1所示：
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
碳化钛 38份 37份 36份 38份
氮化钛 10份 12份 11份 12份
镍 26份 28份 27份 28份
钼 15份 16份 16份 18份
碳化钨 8份 7份 6份 7份
碳 1.2份 1份 1.5份 1.1份
碳化铬 0.6份 1份 0.8份 0.9份
步骤二、将金属陶瓷液干燥获得金属陶瓷粉料，并经压团制粒处理获得金属陶瓷颗粒料；
步骤三、将金属陶瓷颗粒料装入模具中，装粉过程中将模具放在振动机上，边装粉边震动；
步骤四、将压力首先升到40MPa，保压5S后继续升压到80MPa，保压10S，再将压力升到140MPa，保压20S；
步骤五、按照2MPa/S均匀缓慢地降压；
步骤六、将模具上下托打开，取出压制后获得的Ti（C，N）基金属陶瓷压坯。
注：实施例1中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为8：1，氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为8：1；实施例2中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为9：1，氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为8：1；实施例3中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为10：1，氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为9：1；实施例4中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为9：1，氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为10：1；
采用上述Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法时，其加压采取分段加压到设定压力值，并在每阶段保压一定的时间，确保加压过程中粉料间气体及时排出，减小了弹性后效对压坯质量的影响；具有压坯密度均匀、气孔率低、强度高的特点，为后续产品尺寸控制及质量稳定性提供了帮助，并且拓宽了复杂产品成型的范围，压坯密度均匀性好，并且不需要成型剂降低了生产成本。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将36~38份碳化钛、10~12份氮化钛、26~28份镍、15~18份钼、6~8份碳化钨、1~1.5份碳和0.5~1份碳化铬通过无水乙醇按照液料比（0.3~0.4）L：1kg混合并研磨获得金属陶瓷液，所述碳化钛、氮化钛均由微米粉和纳米粉混合而成；
步骤二、将金属陶瓷液干燥获得金属陶瓷粉料，并经压团制粒处理获得金属陶瓷颗粒料；
步骤三、将金属陶瓷颗粒料装入模具中，装粉过程中将模具放在振动机上，边装粉边震动；
步骤四、将压力首先升到40MPa，保压5S后继续升压到80MPa，保压10S，再将压力升到140MPa，保压20S；
步骤五、按照2MPa/S均匀缓慢地降压；
步骤六、将模具上下托打开，取出压制后获得的Ti（C，N）基金属陶瓷压坯。
2.根据权利要求1所述的Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，其特征在于：所述步骤一中碳化钛中微米粉和纳米粉质量比为（8~10）：1。
3.根据权利要求1所述的Ti（C，N）基金属陶瓷材料的静压成型方法，其特征在于：所述步骤一中氮化钛中微米粉和纳米粉质量比为（8~10）：1。
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