一种Cr-C-N三元硬质材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Cr‑C‑N三元硬质材料，涉及陶瓷硬质材料技术领域。本发明专利技术提供的硬质材料是由Cr、C和N三种元素形成的单相固溶体材料；所述硬质材料中C的质量百分含量为0.1～9％，N的质量百分含量为0.1～11％，余量为Cr。本发明专利技术提供的Cr‑C‑N三元硬质材料具有优异的硬度、韧性、热稳定性、耐磨和耐腐蚀性等综合性能；并且材料的烧结和高温服役期间的稳定性好；同时，还可以通过调节C/N比，实现硬质材料性能的选择性调控。本发明专利技术还提供了所述Cr‑C‑N三元硬质材料的制备方法，本发明专利技术提供的制备方法过程简单，条件易控，利于工业化推广。

A Cr-C-N ternary hard material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种Cr-C-N三元硬质材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷硬质材料
，特别涉及一种Cr-C-N三元硬质材料及其制备方法。
技术介绍
含过渡金属铬的硬质材料主要有碳化铬和氮化铬，碳化铬和氮化铬因具有高熔点、高硬度、优异的抗氧化性和耐腐蚀性等性质，在冶金、陶瓷刀具、耐磨零件、防护涂层、靶材等领域广泛应用。然而，铬的碳化物和氮化物稳定相区极窄，在高温烧结稳定性差，如铬的碳化物极易由于C原子迁移造成微区成分失衡而形成诸如Cr7C3、Cr23C6等系列脆性的η相；铬的氮化物中N原子迁移引起氮的溢出，诱发铬或氧化铬的形成，材料硬度、强度迅速恶化。这些都严重损害材料的力学性能，限制了其进一步应用，使得完全发挥材料的本征性能成为一大难题。并且，现有的制备方法均难以通过简单、易推广的工艺制备出性能稳定、品质可控的含金属铬的硬质材料。范兴宽在专利CN106636833A中公开了一种碳化铬陶瓷制备工艺，报道通过添加少量的金属粉末提高了陶瓷材料的力学性能，但金属粉末的引入，大大降低了陶瓷材料的耐磨耐腐蚀性能；此外，该工艺复杂，烧结条件苛刻、生产周期长，不利于进一步推广。王超等人在专利CN107128本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cr‑C‑N三元硬质材料，其特征在于，所述硬质材料是由Cr、C和N三种元素形成的单相固溶体材料；所述硬质材料中C的质量百分含量为0.1～9％，N的质量百分含量为0.1～11％，余量为Cr。

【技术特征摘要】
1.一种Cr-C-N三元硬质材料，其特征在于，所述硬质材料是由Cr、C和N三种元素形成的单相固溶体材料；所述硬质材料中C的质量百分含量为0.1～9％，N的质量百分含量为0.1～11％，余量为Cr。2.权利要求1所述Cr-C-N三元硬质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化铬和碳源进行球磨混合后干燥，得到混合料；(2)将所述混合料在流动氮气下进行热处理，得到Cr-C-N三元单相粉末；(3)将所述Cr-C-N三元单相粉末进行烧结，得到所述Cr-C-N三元硬质材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碳源为碳粉、石墨和炭黑中的一种或几种；所述球磨混合的介质为无水乙醇，所述球磨混合的时间为10～40h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中热处理的温度为1000～1400℃，时间为0.5～4h。5.权利要求1所述Cr-C-N三元硬质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将铬盐与碳源、水混合后依次进行浓缩和干燥，得到混合前驱体粉末；(b...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世卿，仵金玲，李建军，王志，杨治刚，桑德利，焦忆楠，杨绍普，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13