一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及颗粒弥散增韧陶瓷刀具材料领域，具体为一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料及制备方法，解决现有TiN基陶瓷材料复合时存在力学性能降低、工艺复杂且不利于产业化的问题。一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiN 67%‑83%，HfC 10%‑25%，Ni 2%‑6%，Mo 2%‑8%。本发明专利技术在保持材料硬度的基础上，提高了材料的抗弯强度和力学性能，制备出HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，而且利用真空热压烧结法，工艺简化，成本低，利于产业化生产。

HfC particle dispersion toughening reinforced TiN based ceramic cutter material and preparation method thereof

The invention relates to the field of particle dispersion toughening ceramic tool material, in particular to a HfC particle dispersion toughening of TiN ceramic tool material and a preparation method thereof. The mechanical properties are decreased and the process is complicated and not conducive to the industry to solve the problem of the existing TiN based ceramics composite. A HfC particle dispersion toughening of TiN ceramic tool material, is composed of the following quality percentage of raw materials: TiN 67% 83%, HfC 10% 25%, Ni 2% 6%, Mo 2% 8%. The present invention based on maintaining the material hardness, improve the flexural strength and mechanical properties of materials, preparation of HfC particles reinforced TiN matrix ceramic tool materials, and the use of vacuum hot pressing sintering method, simplified process, low cost, suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料及制备方法
本专利技术涉及颗粒弥散增韧陶瓷刀具材料领域，具体为一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料及制备方法。
技术介绍
TiN是一种具有高强度、高硬度、耐高温、耐酸碱、耐磨损的特点，同时具有良好的导电和导热性能，其在高温结构材料、耐磨、耐腐蚀以及在材料领域中有着广泛的应用前景。但是陶瓷刀具其固有的脆性从某种程度上限制了其应用，如何提高其韧性和强度是目前陶瓷材料领域研究的一个热点和难点。通过向基体中加入添加相采用多元复合的方法可以提高材料的性能，基于此，非常需要一种能够保持材料硬度（18~21GPa）的前提下，提高材料抗弯强度和断裂韧度的特性的TiN基陶瓷材料复合技术。另外传统制备工艺存在制备设备与工艺复杂，成本高，不利于产业化等不足之处。因此这种新的TiN基陶瓷材料复合技术还应该同时具备制备工艺简单，成本低，有利于产业化的特点。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有TiN基陶瓷材料复合时存在力学性能降低、工艺复杂且不利于产业化的问题，提供了一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料及制备方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiN67%-83%，HfC10%-25%，Ni2%-6%，Mo2%-8%。采用上述组分制得的HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的纯度高，HfC晶粒分布均匀,其平均尺寸为1μm，TiN晶粒的尺寸介于5μm-10μm，TiN基材料的硬度介于18.32~20.15GPa，克服了现有的TiN基陶瓷材料符合时存在力学性能降低的问题。一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的制备方法，采用如下步骤：a、将各原料的混合粉末装入卧式罐磨球磨机中，用硬质合金球球磨后过筛；b、将过筛后的原料装入上下封闭的石墨容器，再放入高温烧结炉内；c、在升温速率10℃/min、压力25MPa、烧结温度1600℃-1700℃的条件下，保温时间20min-40min，得到的HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料。本专利技术采用真空热压烧结制备工艺制备的TiN基陶瓷材料的性能优异，抗弯强度介于930.48~1210.22MPa和断裂韧度介于6.85~8.12MPa·m½，提高了氮化钛陶瓷刀具材料的切削性能。本专利技术采用真空热压烧结法，在合适的升温速率、压力、生长温度和保温时间下，合成HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，克服了现有TiN基陶瓷材料复合时存在工艺复杂且不利于产业化的问题。本专利技术在保持材料复合后断裂韧度和抗弯强度提高的基础上，保证了材料的高硬度特性，而且利用真空热压烧结法，工艺简化，成本低，利于产业化生产，适合于切削加工高硬度的材料。附图说明图1为本专利技术的扫描电镜图。由图可见，约为1μm的HfC颗粒均匀的分布在TiN基体中，其有利于提高材料的抗弯强度和断裂韧度。具体实施方式实施例1一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiN67%，HfC25%，Ni6%，Mo2%。一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的制备方法，采用如下步骤：a、将各原料的混合粉末装入卧式罐磨球磨机中，用硬质合金球球磨后过筛；b、将过筛后的原料装入上下封闭的石墨容器，再放入高温烧结炉内；c、在升温速率10℃/min、压力25MPa、烧结温度1600℃的条件下，保温时间20min，得到的HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料。实施例2一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiN75%，HfC15%，Ni2%，Mo8%。一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的制备方法，采用如下步骤：a、将各原料的混合粉末装入卧式罐磨球磨机中，用硬质合金球球磨后过筛；b、将过筛后的原料装入上下封闭的石墨容器，再放入高温烧结炉内；c、在升温速率10℃/min、压力25MPa、烧结温度1650℃的条件下，保温时间30min，得到的HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料。实施例3一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，是由如下质量百分比的原料组成：TiN83%，HfC10%，Ni4%，Mo3%。一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的制备方法，采用如下步骤：a、将各原料的混合粉末装入卧式罐磨球磨机中，用硬质合金球球磨后过筛；b、将过筛后的原料装入上下封闭的石墨容器，再放入高温烧结炉内；c、在升温速率10℃/min、压力25MPa、烧结温度1700℃的条件下，保温时间40min，得到的HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，其特征在于：是由如下质量百分比的原料组成：TiN 67%‑83%，HfC 10%‑25%，Ni 2%‑6%，Mo 2%‑8%。

【技术特征摘要】
1.一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料，其特征在于：是由如下质量百分比的原料组成：TiN67%-83%，HfC10%-25%，Ni2%-6%，Mo2%-8%。2.根据权利要求1所述的一种HfC颗粒弥散增韧补强TiN基陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于：采用如下步骤：a、将各原...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋金鹏，高姣姣，安晶，梁国星，姜龙凯，高杰，王时英，吕明，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14