本发明专利技术提供一种混合粉体和一种烧结该混合粉体所得到的烧结体。该混合粉体含有至少一种完全固溶相的固溶粉体，该固溶粉体含有选自Ｔｉ和元素周期表中Ⅳａ，Ⅴａ和Ⅵａ族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物。此外，本发明专利技术提供一种混合金属陶瓷粉体和一种烧结该混合金属陶瓷粉体所得到的金属陶瓷。该混合金属陶瓷粉体含有选自Ｔｉ和元素周期表中Ⅳａ，Ⅴａ和Ⅵａ族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物和选自Ｎｉ、Ｃｏ和Ｆｅ的至少一种金属。本发明专利技术也提供一种烧结体和一种金属陶瓷的制造方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及 一种陶瓷粉、烧结该陶瓷粉得到的陶瓷、金属陶瓷粉、烧结该金属陶瓷粉得到的的金属陶瓷，及其制备方法。更具体地说，本专利技术涉及一种陶瓷粉、烧结该陶瓷粉得到的陶瓷、金属陶瓷粉、烧结该金属陶瓷粉得到的的金属陶瓷，及其制备方法，其改善了一般机械性能，特别是韧性和硬度，因此，可应用于高速切削工具所用的材料和包括机械制造业和汽车业的机械工业所用的模具中。
技术介绍
在通篇说明书中，纳米级是指500nm或更小的范围，超微细级是指介于500nm和1 u m之间的范围，微米级是指1 p m或更大的范围。作为切削刀具或耐磨工具使用的主要材料，其必然用于金属切削和机械行业的其他工艺，可使用f化钨基硬质合金，各种碳化钛或钛合金(C,N)基金属陶瓷，其他陶瓷或高速钢。通常，金属陶瓷是陶瓷-金属复合烧结体，其包括硬质相如TiC和Ti(C，N),和粘结相如镍，钴和铁作为主要成分。此外，金属陶瓷还包括添加剂如周期表中的第IVa、 Va、和VIa金属的碳化物、氮化物和碳氮化物。也就是说，金属陶瓷以下述方式制造将硬质金属陶瓷粉与用于粘结硬质金属陶瓷粉的基体相金属粉混合在一起，然后将该混合物在真空、氮或氢环境中烧结。在这里，硬质金属陶瓷粉体包括WC、 NbC、 TaC、 M02C等等，此外还有TiC和Ti(C,N)，基体相金属包括钴，镍等。4TiC和Ti(C,N)是极好的高强度材料，已被广泛应用于各个领域。特别是，因为TiC有很高的维氏硬度，为3200kg/m2 ，非常高的熔点，为3,15(TC至3，25(TC,相对有利的抗氧化特性，高达70(TC，和其他优良特性，如高耐磨性、高耐腐蚀性、良好的电子辐射和轻结露特性，TiC和Ti(C,N)已被广泛应用于高速切削工具以替代WC-Co合金。然而，在利用TiC制备金属陶瓷时，可在烧结工序中使用粘结相金属例如Ni作为液态金属。在这种情况下，由于TiC比WC-Co合金拥有更大的润湿角，碳化钛颗粒迅速增长，导致TiC的韧性降低。尽管如此，在1956年福特汽车公司首次大量制备的TiC-M02C-Ni金属陶瓷，并没有增强韧性，但被用作制造精密加工使用的高硬度工具的材料，尤其是半精加工和精加工。在20世纪60年代和70年代，为解决TiC-Ni金属陶瓷体系的一大弱点-提高韧性，人们通过向其中加入各种元素，进行了大量尝试；然而，这些尝试并没有带来任何显著的进展。在20世纪70年代，人们釆用了一种形成Ti(C，N)的方法，其通过向TiC中加入TiN而具有热动学更稳定相，在一定程度上提高了韌性。这是因为Ti(C，N)比TiC具有更精细的显微结构，改善了 Ti (C,N)的緣此外，Ti(C,N)有利于改善化学稳定性、耐机械冲击。为提高軔性，使用了一些碳化物作为添加剂，如WC、 M02C、 TaC、 NbC等，以Ti(C，N)-M1C-M2C-..,Ni/Q^》式存在的新产品目前甚至正在商品化。当使用添加的碳化物改善韧性时，可以看到， 一般微观结构的TiC或Ti(C,N)基金属陶瓷的核心/边缘结构中， 一种粘结相金属，如镍和钴环绕着硬质相核心/边缘结构。在烧结过程中，核心/边缘结构的核心相对应的TiC或Ti(C，N)在液化金属粘结剂(例如镍，钴等)中不熔，从而使其具有高硬度。反之，围绕核心的边缘对应着介于核心元素(即TiC或Ti(C,N)和添加的碳化物之间的固-溶液(表示(Ti， Mj,M2...(C, N)),其具有高軔性，而非高硬度。因此，通过采用围绕核心的边缘微观结构，具有核心/边缘结构的金属陶瓷在一定程度上解 决了韧性问题，该问题是简单的金属陶瓷体系例如TiC-Ni和Ti(C,N)-Ni的一个主要缺点。
技术实现思路
在相关的现有金属陶瓷中，核心/边缘结构中的边缘相的体积分数较低，以致相关技术的金属陶瓷比同类WC-Co硬质金属的韧性更 低。因此，日本工具制造商例如Sumitomo、 Kyocera以及欧洲和美国 的科研人员进行了不懈的努力，以开发一种韧性改善的金属陶瓷，该 陶瓷的核心/边缘结构不存在或者减少到最低限度。然而，根据目前的商业化技术，固溶相在烧结过程中形成，其形 成量取决于烧结温度和时间。因此，不可能获得完全固-溶相的金属 陶瓷。此外，使用目前的巿售金属陶瓷材料并按照特性要求，能够控 制固溶相的量，获得较高韧性的先进技术，尚未开发出来。本专利技术提供一种粉体、 一种烧结该粉体得到的陶瓷或金属陶瓷、 及其制备方法，通过釆用能控制TiC或Ti(C，N)-基复合粉体的烧结体 的核心/边缘结构的外周微观结构的技术，该粉体能基本改善韧性并 能制备一种满足特性要求的材料。根据示例性的具体实施方案，混合粉体包括至少一种完全为固-液相的固-液粉体，其中该固-液粉体包括至少两种选自钛和周期表中 的IVa、 Va和VIa族金属的碳化物或碳氮化物，或其混合物。在混合粉体中，可通过还原、渗碳或还原、渗碳和氮化一种金属 氧化物原料制备固-液粉体。根据另一个示例性具体实施方案， 一种混合金属陶瓷粉体包括至 少 一种完全为固-液相的固-液粉体，其中该固-液粉体包括至少两种选自钛和周期表中的IVa、 Va和VIa族金属的碳化物或碳氮化物，或其 混合物；和至少一种选自Ni、 Co和Fe的金属。在混合粉体中，完全为固-液相的金属陶瓷粉体通过还原、渗碳 或还原、渗碳和氮化一种金属氧化物原料制备。根据另 一个示例性具体实施方案，提供了 一种通过烧结混合金属 陶瓷粉体制造的金属陶瓷及其制备方法。这种金属陶瓷是一种混合金属陶瓷粉体烧结体，包括(i)一种 商用金属陶瓷粉体 TiC-WC-M02C-TaC-NbC-Me 或 Ti(C，N)-WC-M02C-TaC-NbC-Me(Me是含有至少一种选自Ni、 Co和 Fe的元素的粘结相)，(ii)一种完全为固-液相的固-液粉体，包括至少 两种选自钛和周期表中的IVa、 Va和Via族金属的碳化物或碳氣化 物，或其混合物，和至少一种选自Ni、 Co和Fe的金属，其中该可包 括，例如(Ti， W, Ml，..)C-Me， (Ti， Ml, M2，..)C-Me, (Ti, W, M") (CN)-Me， (Ti W， M,， . .) (CN)-Me(Me是含有至少 一种选自Ni、 Co和 Fe的元素的粘结相)。这种烧结体大都含有一个Ti(C,N)核。如上述所示，本专利技术提供一种混合粉体，其中完全为固-液相的 固-液粉体与巿售粉体混合，和一种混合金属陶瓷粉体，其中完全为 固-液相的金属陶瓷粉体与巿售粉体混合，因此解决了 TiC或Ti(C，N)-基陶瓷或金属陶瓷硬度高导致的低韧性问题，从而显著改善的特性并 有效控制了微观结构。根据再一个示例性具体实施方案， 一种金属陶瓷粉体包括至 少两种选自钛和周期表中的IVa、 Va和VIa族金属的碳化物或碳氮化 物或其混合物；和至少一种选自Ni、 Co和Fe的金属，其中烧结体微 观结构中的固-液相作为主要颗粒，其体积分数大于或等于70%。根据又一个示例性具体实施方案， 一种制备金属陶瓷的方法包 括将至少两种选自钛和周期表中的IVa、 Va和VIa族金属的碳化 物或碳氮化物和至少一种选自Ni、 Co和Fe的金属混合；压制、烧结7该混合粉体。本专利技术中，使用微粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合粉体，其含有至少一种完全固溶相的固溶粉体，该固溶粉体含有选自Ｔｉ和元素周期表中Ⅳａ，Ⅴａ和Ⅵａ族金属的至少两种金属的碳化物或碳氮化物或其混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜信候，郑镇官，权汉重，
申请(专利权)人：财团法人首尔大学校产学协力财团，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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