一种TiC金属陶瓷刀具材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种TiC金属陶瓷刀具材料。该TiC金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6~10wt.%，Ni含量为6~10wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为80~88wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09‑0.11Ti0.80‑0.88Ta0.020‑0.030Mo0.030‑0.040）C。本发明专利技术可以根据不同需要选用化学组成不同的（W，Ti，Ta，Mo）C五元固溶体，获得组份、性能不一的金属陶瓷刀具材料，将本发明专利技术的TiC金属陶瓷刀具材料用于陶瓷刀具的制备可以大大提高刀具的质量稳定性、切削性能和使用寿命。

TiC cermet cutting tool material and preparation method thereof

The invention relates to a TiC cermet cutting tool material. The TiC metal ceramic tool material, the content of Co is 6~10wt.%, the content of Ni is 6~10wt.%, the content of tungsten carbide titanium molybdenum tantalum solid solution is 80~88wt.%, the tungsten carbide titanium molybdenum tantalum solid body for chemical formula (W0.09 0.11Ti0.80 0.88Ta0.020 0.030Mo0.030 0.040) C. The invention can be selected according to the different needs of different chemical composition (W, Ti, Ta, Mo) C five solid solution, the metal ceramic tool material is not a component, performance, the TiC metal ceramic tool material of the present invention for the preparation of ceramic tool can greatly improve the quality and stability of cutting tool the performance and service life.

【技术实现步骤摘要】
一种TiC金属陶瓷刀具材料及其制备方法
本专利技术属于金属陶瓷领域，具体涉及一种TiC金属陶瓷刀具材料及其制备方法。
技术介绍
为了改善TiC金属陶瓷刀具材料的切削性能，人们常加入WC、TaC、Mo2C来改善金属陶瓷刀具材料的高温红硬性，以扩大金属陶瓷刀具的应用范围。一般情况下都是以WC、TaC、Mo2C的纯净物形式添加。研究发现添加WC、TaC，适当降低TiC的含量可以扩大TiC基金陶瓷切削工具的应用范围；而添加Mo能改善粘结相与TiC的润湿性能。科学工作者经过大量的试验发现添加WC、TaC以固溶体形式（W，Ti，Ta）C的形式加入效果更好，但是效果提升有限。Mo的添加一般都不预制成TiC-Mo2C固溶体而是直接加入Mo2C来制备混合料，难以达到预期的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种力学性能优异的TiC金属陶瓷刀具材料，提高用该金属陶瓷刀具材料制备的刀具的切削性能，并提供该TiC金属陶瓷刀具材料的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种TiC金属陶瓷刀具材料，所述金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6~10wt.%，Ni含量为6~10wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为80~88wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09-0.11Ti0.80-0.88Ta0.020-0.030Mo0.030-0.040）C。采用这种固溶方式加入WC，TaC和Mo2C可使生产出来的材料金相组织更加均匀，改善了硬质相的相结构，晶粒组织更加细小，材料的强度和硬度都有大幅提升。进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09-0.11Ti0.82-0.86Ta0.023-0.027Mo0.033-0.037）C。进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.1Ti0.84Ta0.025Mo0.035）C。进一步地，所述金属陶瓷刀具材料中Co和Ni的平均粒径均为0.8~1.0μm。进一步地，所述碳化钨钛钽钼固溶体的平均粒径为2~3μm。本专利技术中，上述金属陶刀具材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按照配方分别称取Co、Ni、碳化钨钛钽钼固溶体粉末，混合；（2）向步骤（1）中混合物中加入湿磨介质，球磨68~74h，以将原料均匀混合，其中，球料比为3~6:1；（3）再掺入占步骤（2）中获得的混合原料总量2~6wt.%的成型剂，混合1~3h，干燥制粒后压成刀片毛坯，在1450~1475℃、4~6MPa条件下，低压烧结1~2h，获得金属陶刀具材料。进一步地，步骤（2）中湿磨介质为己烷，湿磨介质的添加量为每公斤粉末原料添加350~450毫升。进一步地，步骤（2）中球磨时间为72h，球料比为4:1。进一步地，步骤（3）中成型剂为石蜡。进一步地，步骤（3）中烧结温度为1470℃，烧结时间为1.5h。本专利技术可以根据不同需要选用化学组成不同的（W，Ti，Ta，Mo）C五元固溶体，获得组份、性能不一的TiC金属陶瓷刀具材料，将本专利技术的TiC金属陶瓷刀具材料用于陶瓷刀具的制备可以大大提高刀具的质量稳定性、切削性能和使用寿命。附图说明图1是本专利技术中所用碳化钨钛钽钼固溶体粉末的XRD图谱。具体实施方式以下将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1本实施方式中，金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6wt.%，Ni含量为8wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为86wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.1Ti0.84Ta0.025Mo0.035）C。该金属陶瓷刀具材料的制备方法如下：（1）按照配方分别称取Co、Ni和（W0.1Ti0.84Ta0.025Mo0.035）C，混合，其中，Co、Ni的平均粒径分别为1μm；（2）以己烷为湿磨介质，球磨72h，以将原料均匀混合，其中，球料比为4:1；（3）再参蜡混合2h，干燥制粒后压成刀片毛坯，在1470℃、4~6MPa条件下，低压烧结1.5h，获得TiC金属陶刀具材料A。其中，步骤（2）中己烷的添加量为每公斤粉末原料添加400毫升。从图1中可以看出，所用固溶体粉末为单相物质，且结晶度较高。对比例1以WC、TaC、Mo2C单质方式加入来制取同样成份的传统TiC基金属陶瓷刀具材料，具体试验情况如下：传统TiC基金属陶瓷刀具材料的制作配方为：6wt.%Co，8wt.%Ni，20wt.%WC，5.2wt.%TaC，7.7wt.%Mo2C，其余为TiC。在仅改变配方的情况下，使用实施例1中的制备方法获得TiC金属陶瓷刀具材料B。TiC金属陶瓷刀具材料A和TiC金属陶瓷刀具材料B的性能检测结果具体如表1所示。表1不同固溶方式下金属陶瓷刀具材料性能方案产品抗弯强度（MPa）硬度（HRA）密度（g/cm3）金相组织实施例1金属陶瓷刀具A188592.06.84A02B00C00对比例1金属陶瓷刀具B142091.46.80A02B02C00从表1中可以看出，本专利技术的新型金属陶瓷刀具材料与传统TiC基金属陶瓷材料相比具有明显优越的机械性能，本专利技术的TiC金属陶瓷刀具A比传统的金属陶瓷刀具的抗弯强度提升32.7%，在硬度等方面也有提升，能够大大提高刀具的切削能力和使用寿命。上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本专利技术，而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6~10wt.%，Ni含量为6~10wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为80~88wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09‑0.11Ti0.80‑0.88Ta0.020‑0.030Mo0.030‑0.040）C。

【技术特征摘要】
1.一种TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述金属陶瓷刀具材料中，Co的含量为6~10wt.%，Ni含量为6~10wt.%，碳化钨钛钽钼固溶体的含量为80~88wt.%，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09-0.11Ti0.80-0.88Ta0.020-0.030Mo0.030-0.040）C。2.根据权利要求1所述的TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.09-0.11Ti0.82-0.86Ta0.023-0.027Mo0.033-0.037）C。3.根据权利要求1所述的TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述碳化钨钛钽钼固溶体的化学式为（W0.1Ti0.84Ta0.025Mo0.035）C。4.根据权利要求1所述的TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述金属陶瓷刀具材料中Co和Ni的平均粒径均为0.8~1.0μm。5.根据权利要求1所述的TiC金属陶瓷刀具材料，其特征在于，所述碳化钨钛钽钼固溶体的平均粒径为2~3μm。6.一种如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，张平，
申请(专利权)人：成都众鑫达超硬工具材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51