The invention discloses a method based on the diffusion of carbon surface self-lubricating Ti (C, N) - based cermets in-situ preparation method, which is characterized in the first 500 to 650 DEG C for 2 ~ 4H formation porosity of thermal insulation ceramic metal 25% ~ 40% of the green debinding; then the core-shell structure of Al2O3 powder TiH2 coating, nano graphite particle size 30~50nm, BaCO3 three kinds of materials according to weight percentage of 2:1:1 mixed with hydrogen carburizing medium; the green hydrogen carburizing medium embedded and under the pressure of 5~15MPa compaction; finally the liquid phase sintering, the diffusion of carbon surface self lubrication based on Ti (C, N) fund in situ preparation of cermets. The invention overcomes the problems of serious grain growth, long carburizing time and low efficiency existing in the prior art, and realizes the self lubrication of the surface (C, N) based ceramic in situ sintering in the sintering process.
【技术实现步骤摘要】
基于碳扩散的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷原位制备方法
本专利技术涉及一种金属陶瓷材料的制备方法,特别涉及基于碳扩散的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷原位制备方法,属于复合材料领域。
技术介绍
Ti(C,N)基金属陶瓷是由硬质相、粘结相和添加剂构成,它具有密度低、硬度和红硬性高于硬质合金、化学稳定性和抗氧化性能好等有优点,在切削刀具和耐磨零件能领域有广阔的应用前景。在金属陶瓷表面引入石墨等自润滑相,可以降低磨损程度,提高其摩擦磨损性能,有利于其广泛应用。CN106011733A公开了一种金属陶瓷表面处理方法,其特征在于:将陶瓷坯体置于充满碳源气体的真空容器中,在1600-1800℃的真空条件下进行渗碳处理,保温2-4h后取出陶瓷制品,渗碳完毕,然后于50-80℃浸入特定的改性剂(单氟磷酸钠和氟化钾的丙酮溶液)中,再在表面涂覆硅溶胶,得到表面处理的陶瓷。钟杰等报道了一种金属陶瓷的双辉渗碳方法,按TiC-10wt%TiN-32wt%Ni-16wt%Mo-8.4wt%WC配料,粉末混合后加适量酒精分散,机械球磨混料24h,转速260r/min,球料比为7:1;球磨后烘干并压制成型,压制压力为300MPa;随后进行真空液相烧结,烧结温度为1430℃,保温60min;烧结后打磨抛光试样表面,装入双辉等离子渗碳设备中进行渗碳,渗碳温度为1200℃,渗碳时间为180min,放电气体为高纯氩气,源极靶材为高纯石墨。(钟杰,郑勇,张一欣.功能梯度Ti(C,N)基金属陶瓷制备技术.复合材料学报,2009,26(3):111-115)。但是,上述方法是在材料烧结完成后再进 ...
【技术保护点】
一种基于碳扩散的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷原位制备方法,其特征在于依次包含以下步骤:(1)脱成型剂金属陶瓷生坯制备:按重量百分比称取各种原料粉末配料,其中Ni占5~20wt%,Co占0~20wt%,Mo2C占5~15wt%, WC占5~20wt%,TiC0.7N0.3为余量;将称取的粉末混合并经过球磨、过滤、干燥、掺成型剂、压制成型得到金属陶瓷生坯;金属陶瓷生坯在真空烧结炉中500~650℃保温2~4h,真空度为10~25Pa, 形成孔隙度为25%~40%的脱除成型剂的金属陶瓷生坯;(2)含氢渗碳介质配制:先称取粒度为0.5~1.5μm的TiH2粉末加入到无水乙醇中形成TiH2占35wt%的混合液,然后进行20~40min的超声分散处理,并在80~100℃和真空度为10~20Pa条件下真空干燥1h;再以去离子水和无水乙醇混合液为溶剂配制溶液,按浓度为0.1~0.8mol/L加入AlCl3,按AlCl3浓度的10倍加入经过超声分散的TiH2 粉末,并用CH3COOH调节pH值到3~6, 然后在磁力搅拌器中60~80℃下搅拌8~24h,并在120~150℃下干燥1~3h,得到Al2 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于碳扩散的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷原位制备方法,其特征在于依次包含以下步骤:(1)脱成型剂金属陶瓷生坯制备:按重量百分比称取各种原料粉末配料,其中Ni占5~20wt%,Co占0~20wt%,Mo2C占5~15wt%,WC占5~20wt%,TiC0.7N0.3为余量;将称取的粉末混合并经过球磨、过滤、干燥、掺成型剂、压制成型得到金属陶瓷生坯;金属陶瓷生坯在真空烧结炉中500~650℃保温2~4h,真空度为10~25Pa,形成孔隙度为25%~40%的脱除成型剂的金属陶瓷生坯;(2)含氢渗碳介质配制:先称取粒度为0.5~1.5μm的TiH2粉末加入到无水乙醇中形成TiH2占35wt%的混合液,然后进行20~40min的超声分散处理,并在80~100℃和真空度为10~20Pa条件下真空干燥1h;再以去离子水和无水乙醇混合液为溶剂配制溶液,按浓度为0.1~0.8mol/L加入AlCl3,按AlCl3浓度的10倍加入经过超声分散的TiH2粉末,并用CH3COOH调节pH值到3~6,然后在磁力搅拌器中60~80℃下搅拌8~24h,并在120~150℃下干燥1~3h,得到Al2O3包覆TiH2的核/壳结构粉末;再将Al2O3包覆TiH2的核/壳结构粉末,粒度30~50nm的纳米石墨,BaCO3三种物质按重量百分比2:1:1混合,并在行星球磨机中球磨1~2h,制成含氢渗碳介质;(3)生坯在含氢渗碳介质中的装填:先将含氢渗碳介质装入石墨坩埚中,再将脱除成型剂的金属陶瓷生坯埋入;含氢渗碳介质与脱成型剂金属陶瓷生坯的重量比为5:1,并确保脱成型剂金属陶瓷生坯周围的含氢渗碳介质厚度...
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