iCN 45%, a -Al2O315%,Mo2C 10%,WC 10%、Co 和 Ni 20%配料并進(jìn)行球磨混合，配制濃度為5%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入混合粉末中，將球磨后的粉末烘干過100目篩，將篩好的粉料干壓成型，壓力為300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結(jié)爐中，開啟真空泵，待爐體內(nèi)抽至真空狀態(tài)后，向爐內(nèi)充入40KPa的氮氣，然后開啟微波電源進(jìn)行加熱，結(jié)合圖2，用80°C /min的速度將試樣加熱至800°C，用50°C /min的升溫速度，加熱至1600°C，在此溫度下保溫lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經(jīng)測試得，材料的維氏硬度為 17.06GPa (HV20)，斷裂韌度為 10.46MPa.m1/2。
[0027]實施例3:
[0028]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種TiCNAl2O3金屬陶瓷刀具材料的微波制備按質(zhì)量百分比TiCN 50%, a-Al20312%、Mo2C 15%, WC 5%、Co 和 Ni 18%配料并進(jìn)行球磨混合，配制濃度為7%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入混合粉末中，將球磨后的粉末烘干過200目篩，將篩好的粉料干壓成型，壓力為350MPa，保壓時間為3min ;將成型試樣置于微波燒結(jié)爐中，開啟真空泵，待爐體內(nèi)抽至真空狀態(tài)后，向爐內(nèi)充入60KPa的氮氣，然后開啟微波電源進(jìn)行加熱，結(jié)合圖2，用60°C /min的速度將試樣加熱至800°C，用30°C /min的升溫速度，加熱至1550°C，在此溫度下保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫。經(jīng)測試得，材料的維氏硬度為 16.72GPa (HV20)，斷裂韌度為 10.33MPa.m1/2。
[0029]實施例4:
[0030]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種TiCN/Al203金屬陶瓷刀具材料的微波制備按質(zhì)量百分比TiCN 51%, a-Al2039%、Mo2C 5%, WC 15%、Co和Ni 20%配料并進(jìn)行球磨混合，配制濃度為5%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入混合粉末中，將球磨后的粉末烘干過100目篩，將篩好的粉料干壓成型，壓力為250MPa，保壓時間為3min ;將成型試樣置于微波燒結(jié)爐中，開啟真空泵，待爐體內(nèi)抽至真空狀態(tài)后，向爐內(nèi)充入60KPa的氮氣，然后開啟微波電源進(jìn)行加熱，結(jié)合圖2，用60°C /min的速度將試樣加熱至700°C，用30°C /min的升溫速度，加熱至1500°C，在此溫度下保溫20min，然后隨爐冷卻至室溫。經(jīng)測試得，材料的維氏硬度為 15.74GPa(HV20)，斷裂韌度為 12.03MPa.m1/2。
[0031]實施例5:
[0032]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種TiCNAl2O3金屬陶瓷刀具材料的微波制備按質(zhì)量百分比TiCN 56%, a-Al2039%、Mo2C 10%, WC 10%、Co 和 Ni 15%配料并進(jìn)行球磨混合，配制濃度為5%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入混合粉末中，將球磨后的粉末烘干過100目篩，將篩好的粉料干壓成型，壓力為300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結(jié)爐中，開啟真空泵，待爐體內(nèi)抽至真空狀態(tài)后，向爐內(nèi)充入40KPa的氮氣，然后開啟微波電源進(jìn)行加熱，結(jié)合圖2，用60°C /min的速度將試樣加熱至800°C，用20°C /min的升溫速度，加熱至1550°C，在此溫度下保溫lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經(jīng)測試得，材料的維氏硬度為 16.32GPa (HV20)，斷裂韌度為 9.87MPa.m1/2。
[0033]實施例6:
[0034]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種TiCNAl2O3金屬陶瓷刀具材料的微波制備按質(zhì)量百分比TiCN 60%, a-Al2035%、Mo2C 10%, WC 10%、Co 和 Ni 15%配料并進(jìn)行球磨混合，配制濃度為10%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入混合粉末中，將球磨后的粉末烘干過200目篩，將篩好的粉料干壓成型，壓力為250MPa，保壓時間為3min ;將成型試樣置于微波燒結(jié)爐中，開啟真空泵，待爐體內(nèi)抽至真空狀態(tài)后，向爐內(nèi)充入40KPa的氮氣，然后開啟微波電源進(jìn)行加熱，結(jié)合圖2，用50°C /min的速度將試樣加熱至800°C，用50°C /min的升溫速度，加熱至1450°C，在此溫度下保溫lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經(jīng)測試得，材料的維氏硬度為 15.08GPa(HV20)，斷裂韌度為 10.7MPa.m1/2。
【主權(quán)項】
1.一種TiCN/Al 203金屬陶瓷刀具，其特征在于，以重量百分?jǐn)?shù)計，包含如下組分:TiCN40% -60%, a -Al2O3 5% -15%, Mo2C 5% -15%, WC 5% -15%, Co 和 Ni 15% -25%。2.一種如權(quán)利要求1所述的TiCN/Al 203金屬陶瓷刀具的微波制備工藝，其特征在于，包括如下步驟: (1)按比例稱取TiCN,a -Al2O3' Mo2C' WC、Co和Ni粉末，并進(jìn)行球磨混合； (2)制備質(zhì)量濃度為1-10%的聚乙烯醇溶液，并在球磨結(jié)束前2小時加入到步驟(I)的混合粉末中； (3)將球磨后的混合料進(jìn)行干燥，然后研磨并過70目-200目篩篩選粉料； (4)將篩選好的粉料壓制成型，成型壓力為200MPa-350MPa，保壓時間為lmin_3min； (5)在40-60kPa氮氣壓力氛圍下，采用微波處理工藝，以50-80°C /min的升溫速率將溫度升至650 °C _800°C，分別以20 °C /min,30 °C /min或50 °C /min的升溫速率從6500C -800°C升到 1450°C _1600°C，并保溫 10min_30min，隨后隨爐冷卻。3.如權(quán)利要求2所述的TiCN/Al203金屬陶瓷刀具的微波制備工藝，其特征在于，步驟(I)中，球磨混合是將稱取的粉末放入行星球磨罐中，以無水乙醇為介質(zhì)球磨混合40h，其中，磨球為氧化鋁磨球，球料比為8:1。4.如權(quán)利要求2所述的TiCN/Al203金屬陶瓷刀具的微波制備工藝，其特征在于，步驟(I)中，TiCN及a-Al2O3的粒徑均彡0.5 μ m，Mo 2C、WC、Co和Ni粉末粒徑彡2.5 μ m。5.如權(quán)利要求2所述的TiCN/Al203金屬陶瓷刀具的微波制備工藝，其特征在于，步驟(3)中，干燥溫度不高于80°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TiCN/Al2O3金屬陶瓷刀具及其微波制備工藝。本發(fā)明的TiCN/Al2O3金屬陶瓷刀具，以重量百分?jǐn)?shù)計，包含如下組分：TiCN40％-60％、α-Al2O35％-15％、Mo2C5％-15％、WC5％-15％、Co和Ni15％-25％。本發(fā)明的金屬陶瓷刀具以2.45GHz頻率微波介質(zhì)作熱源，在氮氣氣氛保護(hù)下，通過優(yōu)化材料配比、升溫速度、燒結(jié)溫度等工藝參數(shù)，采用微波燒結(jié)技術(shù)，以較快的升溫速率制備得到。本發(fā)明制備出的陶瓷刀具材料不但具備較高的硬度，同時還有良好的韌性。
【IPC分類】B22F3/10, C22C30/00, B22F1/00, C22C29/04
【公開號】CN104962794
【申請?zhí)枴緾N201510288914
【發(fā)明人】程寓, 胡瀚澎
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年5月29日