[发明专利]一种耐磨、耐腐蚀Ti（C，N）金属陶瓷材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨、耐腐蚀Ti(C，N)金属陶瓷材料，由下述质量百分比的粉末原料组成：TiC 28‑45％；TiN 3‑5％；Ni 35‑50％；Cr 11‑13％；余量为4‑6％的Mo、Ti、Al、Cr₃C₂、VC混合。其制备方法为将原料粉末按照配比配制成混合粉末，混合粉末在真空振动混料机混料，混料后不需要添加任何成型剂，采取模压成型压制成坯料，坯料经塑封后，进行冷等静压，之后进行真空烧结。本发明金属陶瓷材料，具有耐磨、耐酸蚀、耐汽蚀性好，高强度、高硬度、制造工艺流程简洁，不需要添加成型剂、制造成本低等优点。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷材料领域，特别提供一种耐磨、耐腐蚀Ti(C，N)金属陶瓷材料及制备方法。

背景技术

TiC-Ni金属陶瓷是20世纪20年代末出现的一种新型颗粒增强型复合材料，由于Co资源较少，价格较高，TiC-Ni金属陶瓷最初作为WC-Co系的替代材料。TiC-Ni金属陶瓷具有优良的抗氧化、耐磨性能和比重低的特点。Mo元素的添加可以改善镍对TiC的润湿性并抑制TiC晶粒的长大，合金强度大大提升，从而耐磨性能也有显著提升。

Ti(C，N)金属陶瓷是在TiC金属陶瓷基础上发展过来的。用TiN代替TiC金属陶瓷中部分TiC，制成的Ti(C，N)金属陶瓷具有更好地强度和耐磨性能。这些金属陶瓷已经广泛应用于车刀、钻头、铣刀、模具等。然而，镍基、镍钴基Ti(C，N)金属陶瓷抗氧化性不理想，耐蚀性能较差，在石化企业中应用寿命较短，出现大面积的汽蚀、酸蚀等现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨、耐腐蚀Ti(C，N)金属陶瓷材料及制备方法，可以解决镍基、镍钴基Ti(C，N)金属陶瓷抗氧化性不理想，耐蚀性能较差，寿命较短的问题。

本发明的技术方案是：一种耐磨、耐腐蚀Ti(C，N)金属陶瓷材料，所述金属陶瓷材料以Ti(C，N)颗粒为硬质相，以Ni、Cr合金为粘结相，由下述质量百分比的粉末原料组成：TiC 28-45％；TiN 3-5％；Ni 35-50％；Cr 11-13％；余量为4-6％的Mo、Ti、Al、Cr₃C₂、VC混合。

所述的耐磨、耐腐蚀Ti(C，N)金属陶瓷材料的制备方法，将原料粉末按照配比配制成混合粉末，混合粉末在真空振动混料机混料，混料后不需要添加任何成型剂，采取模压成型压制成坯料，坯料经塑封后，进行冷等静压，之后进行真空烧结。

具体按照如下步骤进行制备：

(1)按照比例进行原料组配；

(2)将配好的混合物料装下真空振动混料机中混料，球料比3：1-5：1，振动频率1500-3000次/min，真空混料4-12小时；

(3)将步骤(2)中得到的粉料模压成型，模压成型压力150-160Mpa，保压时间20-30S；

(4)将压坯进行真空封装，加热时间2-4S，抽气时间3-6S；

(5)将真空封装好的坯料进行冷等静压，压制压力180-200Mpa，保压时间10-20S；

(6)将压坯置入真空烧结炉中真空烧结，烧结温度1300-1450℃，保温时间60-120min，随后控温降温至900℃，随炉冷至100℃以下出炉；固相烧结时真空度小于7*10^-2Pa，液相烧结时真空度小于4*10^-1Pa。

采用该方法制备的金属陶瓷材料性能为：硬度(HRC)52-63，抗弯强度≥1700MPa，密度≥6.45g/cm³，致密度≥99.5％。

本发明具有以下有益的效果：