CN110607475B - 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110607475B
CN110607475B CN201910833868.2A CN201910833868A CN110607475B CN 110607475 B CN110607475 B CN 110607475B CN 201910833868 A CN201910833868 A CN 201910833868A CN 110607475 B CN110607475 B CN 110607475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tib
powder
boron carbide
purity
titanium diboride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910833868.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110607475A (zh
Inventor
许亮
谭大旺
郭伟明
林华泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201910833868.2A priority Critical patent/CN110607475B/zh
Publication of CN110607475A publication Critical patent/CN110607475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110607475B publication Critical patent/CN110607475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/005—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/14—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on borides

Abstract

本发明属于陶瓷切削刀具领域，公开了一种碳化硼(B4C)增强二硼化钛(TiB2)基金属陶瓷及其制备方法和应用。所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷是将TiB2‑B4C陶瓷粉和粘结剂WC、Co、Mo球磨混合，干燥后得到混合粉体，再将混合粉体在真空中升温至1000～1500℃，再在氩气的保护下，轴向加压为30～50MPa下，升温至1750～1900℃，经放电等离子烧结制得。本发明B4C增强TiB2基金属陶瓷具有硬度高，化学稳定性好，较好的耐磨性和切削性能，可应用于难加工材料的切削刀具领域中。

Description

一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于陶瓷切削刀具技术领域，更具体地，涉及一种碳化硼(B4C)增强二硼化钛(TiB2)基金属陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
金属陶瓷是一种由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合物。具有硬度高，耐热性好等特点，常用于机械加工切削刀具。传统的金属陶瓷以碳化钛、碳氮化钛等碳化物为硬质相基体，金属相为粘结剂，其切削性能优于硬质合金。
硼化物是一种高熔点、高硬度的陶瓷，具有优异的耐高温耐磨性能。新型硼化物基金属陶瓷由于硬质相硬度比碳化物更高，高温强度更好，从而具有更好的切削性能，用于高速切削难加工材料。目前硼化物基金属陶瓷主要以TiB2基为主，适合于高速切削硬化不锈钢，淬硬钢，硬化钛合金等难加工材料。与纯硼化钛陶瓷相比，目前硼化钛基金属陶瓷的硬度较低、而与传统金属陶瓷相比其韧性较差，限制了其应用范围，特别是高速加工性能。通过加入添加剂、第二相以及控制烧结工艺可以使得硼化钛基金属陶瓷的高温强度得到保留，同时大大提高韧性和硬度，从而获得高硬高韧耐高温的硼化钛基金属陶瓷刀具材料。碳化硼是一种低密度，高硬度，高耐磨的，稳定性好的陶瓷材料，其与硼化钛具有良好的物理化学相容性，将其添加到硼化钛基金属陶瓷中能起到很强的增硬增韧作用，获得的增强硼化钛基金属陶瓷硬度更高，同时也具有增韧作用。由于其更优异的力学性能，用于高速加工切削刀具可获得比传统金属陶瓷以及非增强硼化钛基金属陶瓷刀具更佳的加工性能。目前以该技术制备硼化物基陶瓷材料及其在刀具领域的应用未见报导。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明目的在于提供一种碳化硼(B4C)增强二硼化钛(TiB2)基金属陶瓷。
本发明的另一目的在于提供一种上述B4C增强TiB2基金属陶瓷的制备方法。该方法通过以TiB2-B4C粉和粘结剂WC、Co、Mo为原料，通过放电等离子烧结(SPS)实现B4C增强TiB2基金属陶瓷的制备。
本发明的再一目的在于提供一种上述B4C增强TiB2基金属陶瓷的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷是将TiB2-B4C陶瓷粉和粘结剂WC、Co、Mo球磨混合，干燥后得到混合粉体，再将混合粉体在真空中升温至1000～1500℃，再在氩气的保护下，轴向加压为30～50MPa下，升温至1750～1900℃，经放电等离子烧结制得。
优选地，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的致密度为98～100％，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的硬度为18～24GPa，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的断裂韧性为6～11MPa·m1/2；所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的抗弯强度为800～1500MPa。
优选地，所述TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量比为(56～76)：(14～19)：(3～20)：(1～2)：(1～8)。
优选地，所述球磨用的硬质合金球为YG6球，所述球磨的转速为200～400转/min，所述球磨混合的时间为4～12h。
优选地，所述TiB2粉的纯度为98～99.99wt.％，其粒径为0.5～3μm；所述B4C粉的纯度为97～99.99wt.％，粒径为0.5～1.5μm；所述WC粉的纯度为99～99.9wt.％，其粒径为0.3～1μm；所述Co粉、Mo粉的纯度均为98～99.9wt.％，其粒径均为1～5μm。
优选地，所述升温至1000～1500℃的升温速率为150～300℃/min，所述升温至1750～1900℃的升温速率为50～100℃/min。
优选地，所述烧结的时间为5～20min。
所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的制备方法，包括如下具体步骤：
S1.将TiB2-B4C陶瓷粉和粘结剂WC、Co、Mo进行混料，干燥后得到TiB2-B4C-WC-Co-Mo的混合粉体；
S2.将TiB2-B4C-WC-Co-Mo的混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以150～300℃/min升温至1000～1500℃，然后充入1atm氩气，充气完成后轴向加压至30～50MPa，并在充气开始的同时以50～100℃/min升温至1750～1900℃烧结5～20min，再以50～150℃/min降温至700～900℃，轴向卸压，并随炉冷却，制得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
所述的碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷在切削刀具领域中的应用。
优选地，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷刀具的相对密度为98～100％，所述B4C增强TiB2基金属陶瓷刀具的硬度为18～24GPa，所述B4C增强TiB2基金属陶瓷刀具的断裂韧性为6～11MPa·m1/2；所述B4C增强TiB2基金属陶瓷刀具的抗弯强度为800～1500MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的B4C增强TiB2基金属陶瓷具有高硬度和高耐磨的性能，这主要是由于B4C具有优异的硬度，能抑制烧结过程的晶粒长大，同时在在保证致密度的前提下，通过快速的放电等离子烧结的方式，缩短了晶粒生长的时间，实现细晶、高硬度、高强度、高韧性硼化钛基金属陶瓷的制备。
2.本发明由于B4C增强TiB2基金属陶瓷比传统金属陶瓷及非增强硼化钛基金属陶瓷具有更高的硬度，且比传统氧化铝，氮化硅等陶瓷刀具具有更好的韧性和强度，通过抑制晶粒长大，能进一步提高硬度，因此，其具有良好的耐磨性和切削性能，该B4C增强TiB2基金属陶瓷刀具可应用于难加工材料的高速加工，其加工性能大大优于传统碳化物基金属陶瓷和非增强硼化钛基金属陶瓷。
附图说明
图1为实施例1制得的B4C增强TiB2基金属陶瓷坯体显微形貌照片。
图2为对比例1制得的非增强TiB2基金属陶瓷坯体显微形貌照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量比为66：16.5：11.5：1.5：4.5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以300℃/min的速率升温至1000℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至40MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1800℃，保温15min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为99.5％，硬度为21.5GPa，断裂韧性为8.3MPa·m1/2，抗弯强度为1213MPa。
对比例1
1.制备：按照实施例1方法，制备得到硼化钛基金属陶瓷坯体。与实施例1不同在于，其步骤(1)中以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：WC：Co：Mo的质量分数比为82.5：11.5：1.5：4.5进行配料。其余步骤与实施例1一致，取出样品后经后续机械加工，获得TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本对比例1所得的硼化钛基陶瓷的相对密度为99.2％，硬度为16.4GPa，断裂韧性为7.2MPa·m1/2，抗弯强度为780MPa。
与对比例1相比，实施例1中B4C增强TiB2基金属陶瓷的硬度比对比例1的高30％以上，实施例1中韧性对比例1的高15％以上，且强度比对比例1的高50％以上。因此，通过B4C为增强相可获得比非增强硼化钛基金属陶瓷性能更优异的颗粒增强金属陶瓷。图1为实施例1制得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的显微形貌照片。图2为对比例1制得的非增强硼化钛基金属陶瓷的显微形貌照片。从图1中可知，B4C增强TiB2基金属陶瓷晶粒细小，增强相分布均匀，晶粒拔出效果明显；从图2中可知，硼化钛基金属陶瓷晶粒粗大，穿晶断裂较多。结合实施例1与对比例1中性能测试可明显看出，在实施例1中以B4C为增强相，实现了细晶、高硬度、高强度且高韧性TiB2基金属陶瓷的制备。
实施例2
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为70：17.5：7：1.5：4进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以300℃/min的速率升温至1000℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至45MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1850℃，保温10min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为99％，硬度为22.6GPa，断裂韧性为7.2MPa·m1/2，抗弯强度为983MPa。
实施例3
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为62：15.5：16：1.5：5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以300℃/min的速率升温至1000℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至50MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1750℃，保温15min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为99.8％，硬度为19.8GPa，断裂韧性为9.7MPa·m1/2，抗弯强度为1320MPa。
实施例4
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为74：18.5：4：1：2.5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以200℃/min的速率升温至1500℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至30MPa，并在充气开始的同时以80℃/min的速率升温至1900℃，保温10min，此后以100℃/min的降温速率降温至800℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为98.5％，硬度为23.9GPa，断裂韧性为6.3MPa·m1/2，抗弯强度为820MPa。
实施例5
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为57.6：14.4：19.5：2：6.5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以150℃/min的速率升温至1000℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至50MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1750℃，保温10min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为99.6％，硬度为18.5GPa，断裂韧性为10.7MPa·m1/2，抗弯强度为1500MPa。
实施例6
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为66：16.5：11.5：1.5：4.5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以150℃/min的速率升温至1300℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至50MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1750℃，保温20min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为98.1％，硬度为23.5GPa，断裂韧性为7.4MPa·m1/2，抗弯强度为1003MPa。
实施例7
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为70：17.5：7：1.5：4进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以300℃/min的速率升温至1500℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至30MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1900℃，保温5min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为98.8％，硬度为20.3GPa，断裂韧性为9.6MPa·m1/2，抗弯强度为1322MPa。
实施例8
1.制备：
(1)以TiB2粉为(纯度为98～99.99wt.％，粒径<3μm)基体原料，以B4C粉(纯度为99.5wt.％，粒径为1μm)、WC(纯度为99.5wt.％，粒径<1μm)、Co(纯度为98wt.％，粒径<5μm)、Mo(纯度为99wt.％，粒径<5μm)，按照TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量分数比为62：15.5：16：1.5：5进行配料，以乙醇为溶剂，以硬质合金YG6球为球磨介质，在行星球磨机以300r/min的转速混合6h后，得到混合均匀的TiB2-B4C-WC-Co-Mo粉体。
(2)将TiB2-B4C-WC-Co-Mo混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以150℃/min的速率升温至1200℃，然后在1min内充入1atm氩气，充气完成后，在2min内轴向加压至45MPa，并在充气开始的同时以100℃/min的速率升温至1850℃，保温5min，此后以150℃/min的降温速率降温至900℃，轴向卸压，并随炉冷却，取出样品后经后续机械加工，获得B4C增强TiB2基金属陶瓷。
2.性能测试：本实施例所得的B4C增强TiB2基金属陶瓷的相对密度为99.1％，硬度为18.2GPa，断裂韧性为10.8MPa·m1/2，抗弯强度为1402MPa。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于刀具的碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.将TiB2-B4C陶瓷粉和粘结剂WC、Co、Mo进行球磨混料，干燥后得到TiB2-B4C-WC-Co-Mo的混合粉体；所述TiB2：B4C：WC：Co：Mo的质量比为(56～76)：(14～19)：(3～20)：(1～2)：(1～8)；所述TiB2粉的纯度为98～99.99wt.％，其粒径为0.5～3μm；所述B4C粉的纯度为97～99.99wt.％，粒径为0.5～1.5μm；所述WC粉的纯度为99～99.9wt.％，其粒径为0.3～1μm；所述Co粉、Mo粉的纯度均为98～99.9wt.％，其粒径均为1～5μm；
S2.将TiB2-B4C-WC-Co-Mo的混合粉体放入放电等离子烧结炉石墨模具中，在小于1mbar的真空度条件下，以150～300℃/min升温至1000～1500℃，然后充入1atm氩气，充气完成后轴向加压至30～50MPa，并在充气开始的同时以50～100℃/min升温至1750～1900℃烧结5～20min，再以50～150℃/min降温至700～900℃，轴向卸压，并随炉冷却，制得B4C增强TiB2基金属陶瓷；所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的致密度为98～100％，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的硬度为18～24GPa，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的断裂韧性为6～11MPa·m1/2；所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的抗弯强度为800～1500MPa。
2.根据权利要求1所述的用于刀具的碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述球磨用的硬质合金球为YG6球，所述球磨的转速为200～400转/min，所述球磨混合的时间为4～12h。
3.一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷，其特征在于，所述碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷是由权利要求1或2所述方法制备得到。
4.权利要求3所述的碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷在切削刀具领域中的应用。
CN201910833868.2A 2019-09-04 2019-09-04 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用 Active CN110607475B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910833868.2A CN110607475B (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910833868.2A CN110607475B (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110607475A CN110607475A (zh) 2019-12-24
CN110607475B true CN110607475B (zh) 2021-08-10

Family

ID=68892211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910833868.2A Active CN110607475B (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110607475B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116477946B (zh) * 2023-05-05 2024-03-08 湖南泰鑫瓷业有限公司 一种陶瓷刀具及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094144A (zh) * 2010-12-16 2011-06-15 山东大学 超细WC颗粒增韧补强TiB2基复合陶瓷刀具材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094144A (zh) * 2010-12-16 2011-06-15 山东大学 超细WC颗粒增韧补强TiB2基复合陶瓷刀具材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TiB2基陶瓷刀具的制备及其切削Ti6Al4V的性能研究;谭大旺;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20190115(第12期);第16-17、20-21、32、51、66-68、74、79-80页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110607475A (zh) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110627508A (zh) 一种高熵硼化物基陶瓷及其制备方法和应用
CN110735076B (zh) 一种高熵金属陶瓷及其制备方法和应用
CN110606748A (zh) 一种氧化铝增强高熵硼化物陶瓷及其制备方法和应用
CN109879669B (zh) 一种具有高强度的高熵陶瓷复合材料及其制备方法和应用
CN104630529B (zh) B4C作为弥散强化添加剂的细晶WC‑Co硬质合金及其制备方法
CN110964938B (zh) 一种高熵合金耐磨复合材料、制备方法及应用
CN114315359B (zh) 一种利用固溶耦合法制备高强韧复相高熵陶瓷的方法和应用
CN101255512A (zh) 含硼的碳氮化钛基金属陶瓷刀具材料及其制备工艺
CN110257681B (zh) 一种聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法
CN112500178B (zh) 一种原位生成ZrB2-SiC增韧PcBN刀具及其制备方法
EP1451103A4 (en) METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC BODY OF COMPRESSED TUNGSTEN CARBIDE
CN113698209B (zh) 一种高熵二硼化物-碳化硅复相陶瓷、制备方法及其应用
CN110903091B (zh) 一种SiC-Ti3SiC2复合材料及其制备方法
CN110655408B (zh) 一种单相碳硼化物固溶体陶瓷材料的制备方法
CN111848170A (zh) 一种碳化硼基复合陶瓷材料及其制备方法
CN110183231B (zh) 一种高强高韧碳化硼基陶瓷材料的制备方法及其陶瓷材料
CN110607475B (zh) 一种碳化硼增强二硼化钛基金属陶瓷及其制备方法和应用
CN109354504B (zh) 一种碳化硼基复合陶瓷烧结助剂及烧结工艺
JPH08109431A (ja) 硬質合金を結合材とするダイヤモンド燒結体及びその製造方法
CN115557793B (zh) 一种具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷及其制备方法和应用
CN115231953A (zh) 一种硬质合金基体陶瓷复合材料及其制备方法
CN112830792B (zh) 一种高硬度的铪基三元固溶体硼化物陶瓷及其制备方法和应用
CN113941708A (zh) 一种增强PcBN复合片界面结合能力的制备方法
CN109175387B (zh) 非晶晶化制备纳米晶WC-Co硬质合金的方法
CN113292343A (zh) 一种原位反应无压烧结制备碳化硼基复相陶瓷的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant