一種碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料制備領(lǐng)域，采用物料均勻混合與高溫碳化相結(jié)合的方法制取的 碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。
【背景技術(shù)】
[0002] 硬質(zhì)合金切削刀具在切削鋼材時由于被加工材質(zhì)硬度的不斷提高以及切削速度 的提高，對合金的高溫性能和高溫下的斷裂韌性也提出了更高的要求。在現(xiàn)有的切削刀具 硬質(zhì)合金牌號中加入TiC可增加硬質(zhì)合金的抗熱沖擊，抗熱壓及抗氧化的能力和提高硬質(zhì) 合金的熱硬度技術(shù)中，加入NbC可提高合金的高溫硬度，加入TiN可細(xì)化晶粒組織，提高合 金的韌性。
[0003] 研制出新的碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，使得硬質(zhì)合金具有更高的耐高溫性能和高 溫下的韌性，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于一種碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，該碳氮 化鎢鈦鈮固溶體粉末為單相，制備方法簡單，且該碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末在硬質(zhì)合金中 除了提高硬質(zhì)合金的耐高溫性能外，還可提高硬質(zhì)合金的斷裂韌性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] 一種碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，其制備方法為：
[0007] a、按重量份計算，25份-30份的二氧化鈦、10份-13份的碳化鎢、12份-20份 的氧化鈮、20份-25份的氮化鈦與15份-20份的碳黑混合均勻，然后將混合后的物料裝 入石墨舟皿中并壓緊；
[0008] b、將裝好物料的石墨舟皿推入高溫臥式碳管爐中進(jìn)行碳化，碳化溫度1800 °C~ 2200°C，推舟時間為每舟40~60分鐘，高溫碳化時間為2~3小時；然后冷卻3~6小時， 得塊狀的碳氮化鎢鈦鈮固溶體；
[0009] c、將塊狀的碳氮化鶴鈦銀固溶體球磨，得到Fsss粒度為1. 5微米~4微米的單相 碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。
[0010] 步驟a中所述混合優(yōu)選采用雙錐混料器，混料時間為4h-8h，混料量為100-300kg/ 爐。
[0011] 步驟b中所述高溫碳化以反應(yīng)產(chǎn)生的CO作為自保護(hù)氣體，防止空氣的滲入。
[0012] 所述二氧化鈦、氧化鉭、氧化鉿的雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量要求為：Fe:〈0. 05%， Ca :〈0? 01%，A1〈0. 01%，Si〈0. 02%，Na〈0. 01%。
[0013] 下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明：
[0014] 本發(fā)明的基本原理是：二氧化鈦、氧化鉭、氮化鈦與碳黑反應(yīng)均為穩(wěn)定的化學(xué)反 應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為：
[0015] Ti02+3C=TiC+2COt
[0016] Nb205+7C= 2NbC+5COt
[0017] WC+TiC+NbC+TiN = (ff, Ti, Nb) (C, N)
[0018] 以上化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生大量的CO氣體，作為自保護(hù)性氣體。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：
[0020] 1、碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末主要應(yīng)用領(lǐng)域為切削鋼材刀具用硬質(zhì)合金，其作用顯 著增加硬質(zhì)合金的高溫硬度和提高硬質(zhì)合金的斷裂韌性。
[0021] 2、碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末的制備方法流程短、操作易于實現(xiàn)、投資少。
【具體實施方式】
[0022] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本 發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實施例表示的范圍。
[0023] 實施例1 :
[0024] 將購買得到的17. 8公斤鎢粉、41.0公斤二氧化鈦、22. 5公斤氧化鈮、33.0公 斤氮化鈦與26. 41公斤碳黑混合5小時后，裝入石墨舟皿壓緊，進(jìn)高溫碳管爐碳化，推舟時 間為每舟45分鐘，碳化溫度為2000°C，從高溫區(qū)冷卻4小時后出舟球磨，得到Fsss粒度為 2. 5微米的單相碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。主要性能指標(biāo)如表1。
[0025] 實施例2 :
[0026] 將購買得到的19公斤鎢粉、43. 0公斤二氧化鈦、24. 8公斤氧化鈮、32. 0公斤 氮化鈦與28. 1公斤碳黑混合5. 5小時后，裝入石墨舟皿壓緊，進(jìn)高溫碳管爐碳化，推舟時間 為每舟50分鐘，碳化溫度為2000°C，冷卻4小時后出舟球磨，得到Fsss粒度為2. 1微米的 單相碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。主要性能指標(biāo)如表2。
[0027] 表1實施例1例制備的單相碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末的性能指標(biāo)
[0028]
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，其特征在于，其制備方法為： a、按重量份計算，25份-30份的二氧化鈦、10份-13份的碳化鎢、12份-20份的氧 化鈮、20份-25份的氮化鈦與15份-20份的碳黑混合均勻，然后將混合后的物料裝入石 墨舟皿中并壓緊； b、 將裝好物料的石墨舟皿推入高溫臥式碳管爐中進(jìn)行碳化，碳化溫度 2000°C~2200°C，推舟時間為每舟40~60分鐘，高溫碳化時間為2~3小時；然后冷卻3~6小 時，得塊狀的碳氮化鎢鈦鈮固溶體； c、 將塊狀的碳氮化鎢鈦鈮固溶體球磨，得到Fsss粒度為1. 5微米~4微米的單相碳 氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，其特征在于，步驟a中所述混合采 用雙錐混料器，混料時間為4h-8h，混料量為100-300kg/爐。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，其特征在于，步驟b中所述高溫碳 化以反應(yīng)產(chǎn)生的CO作為自保護(hù)氣體，防止空氣的滲入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末，其特征在于，所述二氧化鈦、 氧化鈮的雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量要求為：Fe:〈0. 05%，Ca:〈0. 01%，A1〈0. 01%，Si〈0. 02%， Na〈0. 01%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于新材料制備領(lǐng)域，具體提供了一種碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末的制備方法，其制備方法為：按重量份計算，將25份-30份的二氧化鈦﹑10份-13份的碳化鎢﹑12份-20份的氧化鈮﹑20份-25份的氮化鈦與15份-20份的碳黑混合均勻，將混合后的物料在高溫臥式碳管爐中于2000℃~2200℃下進(jìn)行碳化2~3小時，冷卻得到塊狀的碳氮化鎢鈦鈮固溶體，再球磨得到Fsss粒度為1.5~4微米的單相碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末。該碳氮化鎢鈦鈮固溶體粉末在硬質(zhì)合金中除了提高硬質(zhì)合金的耐高溫性能外，還可提高硬質(zhì)合金的斷裂韌性。
【IPC分類】C04B35-58
【公開號】CN104844218
【申請?zhí)枴緾N201510180698
【發(fā)明人】郭偉, 陳正強, 譚國慶
【申請人】長沙偉徽高科技新材料股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月16日