[发明专利]固溶体及其制成的金属陶瓷刀具材料

说明书

本发明固溶体（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45及其制成的金属陶瓷刀具材料，解决金属陶瓷刀具材料中存在大量（W，Ti，Ta）CN的结构相，影响刀具材料的稳定性的问题。为由WC为W源,TiO₂作为Ti源，Ta₂O₅作为Ta源，再配以炭黑粉末，在H₂、N₂气氛下进行还原碳化‑固溶反应，制得的固溶体粉末，固溶体平均粒度为2‑3微米。按照配方，将平均粒径分别为1μm的Co、Ni，1‑2μm的Mo₂C、TiC_0.5N_0.5以及2‑3μm的固溶体（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45按比例混合，制成金属陶瓷刀具材料。

技术领域

本发明与固溶体（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45及其制成的金属陶瓷刀具材料有关。

背景技术

为了改善TiCN金属陶瓷刀具材料的切削性能，人们常加入WC，TaC来改善金属陶瓷刀具材料的高温红硬性，以扩大金属陶瓷刀具的应用范围。一般情况下都是以WC，TaC单质形式加入。科学工作者经过大量的试验发现金属陶瓷刀具材料中存在大量（W，Ti，Ta）CN的结构相，影响刀具材料的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种成分可控，氧含量很低≤0.5%，粉末具有较高的纯度的（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45固溶体，本发明的另一目的是提供用（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45固溶体制备的具备高強度、高硬度、高韧性的金属陶瓷刀具材料。

本发明是这样实现的：

固溶体（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45,其特征在于为由WC为W源,TiO₂作为Ti源，Ta₂O₅作为Ta源，再配以炭黑粉末，在H₂、N₂气氛下进行还原碳化-固溶反应，制得的固溶体粉末，固溶体平均粒度为2-3微米。

所述（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45固溶体中WC：TaC：TiC：TiN=15-30：10-20：20-40：20-40。

所述（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45固溶体中WC：TaC：TiC：TiN的质量比为18:13:33:36。

固溶体（W，Ti，Ta）C_0.55N_0.45的制备步骤如下：

第一步，配料：根据固溶体的组成和粒度要求，分别称取相应粒度的原料粉末，所用原料：WC，TiO₂粉末，Ta₂O₅，并以炭黑作为还原剂；

第二步，混料：以酒精作为球磨介质，通过滚动球磨对原料进行均匀混合，球料比4：1，混料时间为10小时，得混合物料浆；

第三步，干燥：将预处理后的混合物料浆转入真空干燥箱内，于-0.04Mpa压力下，在70-80℃下干燥后将混合料取出擦筛，得到粒径为0.5-1mm的混合料粉末；

第四步，压制：将混合料粉末以0.6MPa的压力压制成一定形状的料坯；

第五步，碳化：压制好的料坯转入反应器中，先在1700-1800℃温度下通H₂碳化还原反应2小时，最终于通N₂气体的条件下1900℃固溶3-5小时，反应制备出固溶体粉末。