[发明专利]一种金属陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷材料。

背景技术

目前常用的金属陶瓷材料主要集中在碳化钨上，其主要成分是碳化钨和一定的粘结相金属（镍、钼等）组成。碳化钨在硬度、韧性和抗弯强度等方面都具有比较好的性能，但是由于钨本身密度很高，碳化钨材料的密度一直是局限其应用的重要阻碍。而且钨的资源有限，价格较高，大量采用碳化钨会使产品的成本较高，不利于市场竞争和资源节约。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以大幅度降低碳化钨使用的金属陶瓷材料，以降低产品成本和节约资源。

为了解决上述技术问题，本发明的一种金属陶瓷材料，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：60~90份TiC，0~10份WC，0~5份NbC，0~5份Cr₃C₂，5~25份Fe，1~10份Ni，0.5~5份Co，0.5~5份Cu，0.5~5份Mn，0.5~5份Cr，0~5份Mo以及0~10份TiN。

作为上述技术方案的第一种改进，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：65份TiC，21份Fe，6份Ni，3份Co，2份Cu，2份Mn，1份Cr。

作为上述技术方案的第二种改进，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：75份TiC，1份NbC，14份Fe，4份Ni，2份Co，1.5份Cu，1.5份Mn，1份Cr。

作为上述技术方案的第三种改进，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：72份TiC，5份WC，1份NbC，1份Cr₃C₂，9.1份Fe，2.6份Ni，1.3份Co，2份Cu，2份Mn，2份Cr，2份Mo。

作为上述技术方案的第四种改进，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：66份TiC，6份WC，1份NbC，1份Cr₃C₂，8.4份Fe，2.4份Ni，1.2份Co，2份Cu，2份Mn，2份Cr，2份Mo以及6份TiN。

本发明的有益效果是：这种金属陶瓷材料利用TiC的低密度（仅为WC的31.6%）和低成本（单价仅为WC的20%左右），大大降低硬质合金的应用成本，节约钨资源；TiC晶粒具有优良的自润滑性和较低的摩擦系数，使得TiC基硬质合金具有抗粘着性的突出优点,从而得以在金属成型等领域成功应用；加入Cr可大大提高合金的耐腐蚀性和耐热性；加入Mo和WC可改善粘结相对TiC的润湿性，从而提高合金的强度和韧性；加入Cu可弥散强化合金的粘结相，提高合金的强度；加入Mn可强化粘结相，提高合金的强度；加入Cr₃C₂和TiN可抑制硬质相晶粒长大，提高合金的强韧性，降低摩擦系数，提高耐磨性；加入NbC可提高合金的红硬性。采用较低含量（如15~25%wt）的粘结相量时，可用于金属拉伸成型模具，采用较高含量（如30~40%wt）的粘结相量时，可用于卷边轮、冲剪模、锤头等应用领域。

具体实施方式

本发明的一种金属陶瓷材料，所述陶瓷金属材料由以下组分所构成：60~90份TiC，0~10份WC，0~5份NbC，0~5份Cr₃C₂，5~25份Fe，1~10份Ni，0.5~5份Co，0.5~5份Cu，0.5~5份Mn，0.5~5份Cr，0~5份Mo以及0~10份TiN。这种金属陶瓷材料利用TiC的低密度（仅为WC的31.6%）和低成本（单价仅为WC的20%左右），大大降低硬质合金的应用成本，节约钨资源；TiC晶粒具有优良的自润滑性和较低的摩擦系数，使得TiC基硬质合金具有抗粘着性的突出优点,从而得以在金属成型等领域成功应用；加入Cr可大大提高合金的耐腐蚀性和耐热性；加入Mo和WC可改善粘结相对TiC的润湿性，从而提高合金的强度和韧性；加入Cu可弥散强化合金的粘结相，提高合金的强度；加入Mn可强化粘结相，提高合金的强度；加入Cr₃C₂和TiN可抑制硬质相晶粒长大，提高合金的强韧性，降低摩擦系数，提高耐磨性；加入NbC可提高合金的红硬性。采用较低含量（如15~25%wt）的粘结相量时，可用于金属拉伸成型模具，采用较高含量（如30~40%wt）的粘结相量时，可用于卷边轮、冲剪模、锤头等应用领域。