CN106756411A - 用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷及其制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：a、取原生TiC粉、原生Mo粉、原生Ni粉和NbC粉通过球磨介质进行研磨48h‑64h后得到料浆，其中原生TiC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为44%‑46%，原生Mo粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为14%‑16%，原生Ni粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为38%‑40%，NbC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为0.8%‑1.2%，球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇，或者球磨介质为硬质合金棒球与120号航空汽油；b、使经历步骤a后的料浆途经不锈钢筛网进入不锈钢容器内；c、待料浆在不锈钢容器内静置24小时后，且球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇的情况下，将料浆上层的无水乙醇取出。

Description

用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属陶瓷及其制备方法，具体地，涉及一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷及其制备方法。
背景技术
对于有色金属片的切割成型往往会用到专门的材料，随着现代工业的发展，人们对于切割成型用材料的探索与研究也在不断地更新换代，如何开发出性能优良、成本低的切割成型用材料，已成为相关研究人员、工程师重点关注的课题。现有技术中的变压器用锡钢片的切割成型通常会用到钢结合金，然而，钢结合金本身具有成本高、使用寿命不高的缺点。
鉴于此，有必要提供一种新型的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，以克服或缓解上述缺陷。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，该制备方法制得的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的使用寿命长，生产成本低。
本发明的第二个目的是提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷通过本发明提供的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得。
为实现上述第一个目的，本发明提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：a、取原生TiC粉、原生Mo粉、原生Ni粉和NbC粉通过球磨介质进行研磨48h-64 h后得到料浆，其中所述原生TiC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为44%-46%，所述原生Mo粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为14%-16%，所述原生Ni粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为38%-40%，所述NbC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为0.8%-1.2%，所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇，或者所述球磨介质为硬质合金棒球与120号航空汽油；b、使经历步骤a后的料浆途经不锈钢筛网进入不锈钢容器内；c、待料浆在所述不锈钢容器内静置24小时后，且所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇的情况下，将料浆上层的无水乙醇取出；d、将经历步骤c后的料浆加入真空干燥器内干燥；e、待料浆干燥完毕，对料浆进行冷却；f、待料浆中心温度低于35℃时，使料浆途经不锈钢筛网，得到混合干燥料；g、将所述混合干燥料放入混合器内，加入成型剂与所述混合干燥料混合并搅拌混合干燥料，搅拌2min-3 min后卸出搅拌后得到的料团，其中所述成型剂与所述混合干燥料的配比为每千克混合干燥料配80ml-100ml的成型剂；h、使步骤g得到的料团途经不锈钢筛网后变成混合粉末；i、将所述混合粉末装入不锈钢容器内并将不锈钢容器放入干燥柜中干燥15min-30min后取出混合粉末；j、将经过步骤i的混合粉末装入双层塑料袋后，将装有混合粉末的双层塑料袋放入桶内，并在双层塑料袋中充入惰性气体后封闭双层塑料袋，或者将经过步骤i的混合粉末装入不锈钢容器，并在装有混合粉末的不锈钢容器中充入惰性气体后封闭不锈钢容器；k、取出经历步骤j的混合粉末压制，得到压坯；l、将所述压坯放入真空烧结炉中烧结得到一次烧结制品，控制烧结温度为1410℃-1430℃；m、将所述一次烧结制品放入低压烧结炉内加压烧结得到二次烧结制品，该二次烧结制品为用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其中，低压烧结炉内的加压压力为2 mpa-4 mpa。
优选地，在所述步骤a中，所述硬质合金棒球包括多种尺寸的硬质合金棒球，其中外径为5.5mm且高度为14.5mm的硬质合金棒球占15%、外径为7.3mm且高度为15.6mm的硬质合金棒球占16%、外径为8.5mm且高度为16.3mm的硬质合金棒球占33%、外径为9.5mm且高度为16.7mm的硬质合金棒球占33%、外径为10.5mm且高度为17mm的硬质合金棒球占3%。
优选地，在所述步骤b中的不锈钢筛网为双层320目不锈钢筛网。
优选地，所述步骤f中的不锈钢筛网为100目-120目不锈钢筛网。
优选地，在所述步骤g中，所述成型剂为PEG、橡胶溶液或石蜡。
优选地，所述步骤h中的不锈钢筛网为80目-100目不锈钢筛网。
优选地，所述步骤i中的干燥柜为蒸汽干燥柜。
优选地，所述步骤j中的惰性气体为氩气或氮气。
优选地，所述制备方法还包括在所述步骤m中，对得到的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷进行试样检测的步骤。
为实现上述第二个目的，本发明还提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其中，所述用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷由上述用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得。
本发明相对于现有技术，具有如下优点之处：
（1）TiC本身硬度高，比重轻，在材料中能够提高硬度，降低工具自重；
（2）Mo也是一种高硬度材料，而且具有一定的退磁性能，可以消除工具在使用过程中产生的磁性；
（3）Ni在材料中主要是起粘结相的作用，使几种材料在高温烧结过程中能紧密地结合起来；
（4）NbC主要是起到细化晶粒与晶粒均匀性的作用，
由以上四点看出，本发明提供的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的硬度、结构紧密性、晶粒均匀性都能得到很大提高，随之其使用寿命也会提高，而且使用TiC、Mo、Ni和NbC作为原材料成本较低，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷相比钢结合金，使用寿命明显提高、生产成本也有所降低，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷尤其适合作为变压器用锡钢片的切割成型。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的金相图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
根据本发明的一个方面，提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：
a、取原生TiC（碳化钛）粉、原生Mo（钼）粉、原生Ni（镍）粉和NbC（碳化铌）粉通过球磨介质进行研磨48h-64h后得到料浆，其中原生TiC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为44%-46%（例如45%），原生Mo粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为14%-16%（例如15%），原生Ni粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为38%-40%（例如39%），NbC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为0.8%-1.2%（例如1.0%），球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇，或者球磨介质为硬质合金棒球与120号航空汽油，具体地，硬质合金棒球可以包括多种尺寸的硬质合金棒球，其中外径为5.5 mm且高度为14.5 mm的硬质合金棒球占15%、外径为7.3 mm且高度为15.6 mm的硬质合金棒球占16%、外径为8.5 mm且高度为16.3 mm的硬质合金棒球占33%、外径为9.5 mm且高度为16.7 mm的硬质合金棒球占33%、外径为10.5 mm且高度为17 mm的硬质合金棒球占3%；
b、使经历步骤a后的料浆途经双层320目不锈钢筛网进入不锈钢容器内；
c、待料浆在不锈钢容器内静置24小时后，且球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇的情况下，将料浆上层的无水乙醇取出；
d、将经历步骤c后的料浆加入真空干燥器内干燥；
e、待料浆干燥完毕，对料浆进行冷却；
f、待料浆中心温度低于35℃时，使料浆途经100目-120目不锈钢筛网，得到混合干燥料；
g、将混合干燥料放入混合器内，加入成型剂（例如聚乙二醇（PEG）、橡胶溶液或石蜡）与混合干燥料混合并搅拌混合干燥料，搅拌2min-3min（搅拌均匀）后卸出搅拌后得到的料团，其中成型剂与混合干燥料的配比为每千克混合干燥料配80ml-100ml的成型剂；
h、使步骤g得到的料团途经80目-100目不锈钢筛网后变成混合粉末；
i、将混合粉末装入不锈钢容器内并将不锈钢容器放入干燥柜中干燥15min-30min后取出混合粉末，这里的的干燥柜可以是蒸汽干燥柜或其它合适的干燥柜；
j、将经过步骤i的混合粉末装入双层塑料袋后，将装有混合粉末的双层塑料袋放入桶内，并在双层塑料袋中充入惰性气体（例如氩气或氮气或其他各种合适的惰性气体）后封闭双层塑料袋，或者将经过步骤i的混合粉末装入不锈钢容器，并在装有混合粉末的不锈钢容器中充入惰性气体后封闭不锈钢容器；
k、取出经历步骤j的混合粉末压制，得到压坯；
l、将压坯放入真空烧结炉中烧结得到一次烧结制品，控制烧结温度为1410℃-1430℃；
m、将一次烧结制品放入低压烧结炉内加压烧结得到二次烧结制品，该二次烧结制品为用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其中，低压烧结炉内的加压压力为2 mpa-4 mpa。
根据本发明的优选实施方式，该制备方法还包括在步骤m中，对得到的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷进行试样检测的步骤，以便检测出合格的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷。
如上所述，在本发明提供的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法中：（1）TiC本身硬度高，比重轻，在材料中能够提高硬度，降低工具自重；（2）Mo也是一种高硬度材料，而且具有一定的退磁性能，可以消除工具在使用过程中产生的磁性；（3）Ni在材料中主要是起粘结相的作用，使几种材料在高温烧结过程中能紧密地结合起来；（4）NbC主要是起到细化晶粒与晶粒均匀性的作用，由以上四点看出，本发明提供的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的硬度、结构紧密性、晶粒均匀性都能得到很大提高，随之其使用寿命也会提高，而且使用TiC、Mo、Ni和NbC作为原材料成本较低，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷相比钢结合金，使用寿命明显提高、生产成本也有所降低，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷尤其适合作为变压器用锡钢片的切割成型，且并不限于此。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其中，该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷由上述用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得。下表1是该用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的产品检测质量证明书。
表1：
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a、取原生TiC粉、原生Mo粉、原生Ni粉和NbC粉通过球磨介质进行研磨48h-64h后得到料浆，其中所述原生TiC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为44%-46%，所述原生Mo粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为14%-16%，所述原生Ni粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为38%-40%，所述NbC粉的平均费氏粒度≤1.0μm、质量占比为0.8%-1.2%，所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇，或者所述球磨介质为硬质合金棒球与120号航空汽油；
b、使经历步骤a后的料浆途经不锈钢筛网进入不锈钢容器内；
c、待料浆在所述不锈钢容器内静置24小时后，且所述球磨介质为硬质合金棒球与无水乙醇的情况下，将料浆上层的无水乙醇取出；
d、将经历步骤c后的料浆加入真空干燥器内干燥；
e、待料浆干燥完毕，对料浆进行冷却；
f、待料浆中心温度低于35℃时，使料浆途经不锈钢筛网，得到混合干燥料；
g、将所述混合干燥料放入混合器内，加入成型剂与所述混合干燥料混合并搅拌混合干燥料，搅拌2min-3min后卸出搅拌后得到的料团，其中所述成型剂与所述混合干燥料的配比为每千克混合干燥料配80ml-100ml的成型剂；
h、使步骤g得到的料团途经不锈钢筛网后变成混合粉末；
i、将所述混合粉末装入不锈钢容器内并将不锈钢容器放入干燥柜中干燥15min-30min后取出混合粉末；
j、将经过步骤i的混合粉末装入双层塑料袋后，将装有混合粉末的双层塑料袋放入桶内，并在双层塑料袋中充入惰性气体后封闭双层塑料袋，或者将经过步骤i的混合粉末装入不锈钢容器，并在装有混合粉末的不锈钢容器中充入惰性气体后封闭不锈钢容器；
k、取出经历步骤j的混合粉末压制，得到压坯；
l、将所述压坯放入真空烧结炉中烧结得到一次烧结制品，控制烧结温度为1410℃-1430℃；
m、将所述一次烧结制品放入低压烧结炉内加压烧结得到二次烧结制品，该二次烧结制品为用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其中，低压烧结炉内的加压压力为2 mpa-4 mpa。
2.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述硬质合金棒球包括多种尺寸的硬质合金棒球，其中外径为5.5mm且高度为14.5mm的硬质合金棒球占15%、外径为7.3mm且高度为15.6mm的硬质合金棒球占16%、外径为8.5mm且高度为16.3mm的硬质合金棒球占33%、外径为9.5mm且高度为16.7mm的硬质合金棒球占33%、外径为10.5mm且高度为17mm的硬质合金棒球占3%。
3.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤b中的不锈钢筛网为双层320目不锈钢筛网。
4.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤f中的不锈钢筛网为100目-120目不锈钢筛网。
5.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤g中，所述成型剂为PEG、橡胶溶液或石蜡。
6.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤h中的不锈钢筛网为80目-100目不锈钢筛网。
7.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤i中的干燥柜为蒸汽干燥柜。
8.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤j中的惰性气体为氩气或氮气。
9.根据权利要求1所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在所述步骤m中，对得到的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷进行试样检测的步骤。
10.一种用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷，其特征在于，所述用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷由权利要求1至9中任意一项所述的用于切割有色金属片的高强度金属陶瓷的制备方法制得。
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