[发明专利]含稀土元素Y的金属陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含稀土元素Y的金属陶瓷及其制备方法，含稀土元素Y的金属陶瓷的组分及各组分重量百分比如下：10～25％的Co+Ni粉、0.2～2％的稀土Y粉末，10～16％的Mo，1～3％的VC，5～12％的WC，余量为TiC+TiN粉，总计100％。本发明改善金属粉末对硬质陶瓷颗粒的界面润湿性，降低了气孔率，提高了致密度与晶界结合强度，从而大幅提高了金属陶瓷的强度和抗断裂韧性，大大拓展了金属陶瓷的适用范围。

技术领域

本发明涉及一种含稀土元素Y的金属陶瓷及其制备方法。

背景技术

目前，超细金属陶瓷具有高硬度和高的导热率，相比于传统涂层硬质合金，不仅有更好的红硬性、耐磨性、耐腐蚀和抗月牙洼磨损能力，而且抗氧化性和化学稳定性优良，是制作高速高效切削刀具的理想材料。但是由于超细金属陶瓷不仅成分复杂、而且粉末表面活性强导致其原料中O、S等杂质元素比起普通的硬质合金原料高很多，导致其强韧性显著下降，因而大大限制了Ti(C，N)基金属陶瓷的应用。

为此，改进配方、消除杂质元素以及通过各种方式强化材料以进一步提高强韧性是金属陶瓷的发展趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种含稀土元素Y的金属陶瓷，它改善金属粉末对硬质陶瓷颗粒的界面润湿性，降低了气孔率，提高了致密度与晶界结合强度，从而大幅提高了金属陶瓷的强度和抗断裂韧性，大大拓展了金属陶瓷的适用范围。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种含稀土元素Y的金属陶瓷，它的组分及各组分重量百分比如下：

10～25％的Co+Ni粉、0.2～2％的稀土Y粉末，10～16％的Mo，1～3％的VC，5～12％的WC，余量为TiC+TiN粉，总计100％。

本发明还提供了一种含稀土元素Y的金属陶瓷的制备方法，方法的步骤中含有：

依次进行配料、湿磨、喷雾干燥、压制成型和烧结工序；其中，湿磨的球料质量比为(8.0～10.0):1，液固比为500～600ml/Kg，球磨时间为75～85h；烧结工序中的烧结温度为1430～1460℃。

进一步，在配料过程中，稀土Y是以稀土中间合金粉末的形态加入的：将稀土Y与Co+Ni粉在通氩气保护下，球料质量比为(4.0～6.0):1，机械球磨20～40h后，制得稀土中间合金粉末。

进一步，烧结采用压力烧结。

采用了上述技术方案后，本发明通过添加一定比例的稀土元素Y利用Y可细化晶粒，尤其是Y极易与O、S等杂质元素发生反应，净化了硬质相与金属相界面，改善了金属粉末对硬质陶瓷颗粒的界面润湿性，降低了气孔率，提高了致密度与晶界结合强度，从而大幅提高了金属陶瓷的强度和抗断裂韧性，大大拓展了金属陶瓷的适用范围。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

配料时选用重量百分比为12％的Co+Ni粉，7％的WC，15％的Mo，2％的VC，11％的TiN，0.2％的稀土Y(以稀土中间合金粉末的形态加入)，余量为TiC，总计100％；以无水酒精作为球磨介质，液固比为550ml/Kg，球料质量比为10:1,球磨时间为84小时，喷雾干燥制得混合料，模压成型后，置于压力烧结炉内以1460℃进行烧结。以PS21(尺寸为6.5×5.25×20㎜)试样条作为检验本实施例方法制备的金属陶瓷的标准产品，其硬质相平均晶粒度为0.8μm，抗弯强度为1800MPa，硬度Hv₃₀ 1720。

实施例二：