金属陶瓷、包括该金属陶瓷的切削工具及制造金属陶瓷的方法技术

一种金属陶瓷，包括：含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及含有铁族元素的金属结合相。硬质相包括粒状的芯部和覆盖芯部的至少一部分的周边部。芯部含有表示为Ti

Cermet, cutting tools including cermet and method for manufacturing cermet

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属陶瓷、包括该金属陶瓷的切削工具及制造金属陶瓷的方法
本专利技术涉及金属陶瓷、包括该金属陶瓷的切削工具及制造金属陶瓷的方法。
技术介绍
已知硬质合金和金属陶瓷是含有Ti的硬质材料。由于这种硬质材料具有优异的耐磨性，因此适合用于切削工具和耐磨工具。例如，WO2010/008004(专利文献1)公开了由硬质相和结合相构成的烧结硬质合金，该硬质相含有相对于全部硬质相而言至少90体积％的表示为(Ti1-xMx)(C1-yNy)的复合碳氮化物固溶体。WO2011/136197(专利文献2)公开了一种金属陶瓷，该金属陶瓷包括由表示为(Ti1-x-yLxMoy)(C1-zNz)的复合碳氮化物固溶体构成的第一硬质相、由WC构成的第二硬质相以及主要由Co和Ni两者或Co和Ni中的一者构成的结合相。引用列表专利文献专利文献1：WO2010/008004专利文献2：WO2011/136197
技术实现思路
根据本公开的一种方式的金属陶瓷包括：含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及含有铁族元素的金属结合相。硬质相包括粒状的芯部和覆盖芯部的至少一部分的周边部。芯部含有表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物，其中Y为0以上0.05以下且Z为0.3以上0.6以下。与芯部相比，周边部的组成中W的含量更高。根据本公开的一种方式的切削工具包括金属陶瓷。根据本公开的一种方式的制造金属陶瓷的方法是包括以下步骤的制造金属陶瓷的方法：得到第一粉末，所述第一粉末由表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物构成；通过将所述第一粉末、含有W的第二粉末和含有铁族元素的第三粉末混合，从而得到混合粉末；通过将所述混合粉末加压成形，从而得到成形体；以及通过将所述成形体烧结，从而得到烧结体。Y为0以上0.05以下，Z为0.3以上0.6以下。所述得到第一粉末包括以下操作：通过将含有Ti和Nb两种元素或Ti、Nb和W三种元素的氧化物粉末和含有碳的碳源粉末混合，从而得到氧化物混合粉末；通过将所述氧化物混合粉末造粒，从而得到造粒体；通过在含有氮气的气氛中、在1800℃以上的温度下对所述造粒体进行热处理，从而得到由所述复合碳氮化物构成的粉末前体；以及通过将所述粉末前体破碎，从而得到所述第一粉末。附图说明图1为示意性地示出根据本实施方案的金属陶瓷的截面的示意图。图2示出了通过对样品11中的金属陶瓷的截面进行拍摄而得到的电子显微照片的一个实例。具体实施方式[本公开要解决的问题]在专利文献1的烧结硬质合金中，硬质相中所含的复合碳氮化物固溶体表示为(Ti1-xMx)(C1-yNy)。复合碳氮化物固溶体中的M表示选自由W、Mo、Nb、Zr和Ta构成的组中的至少一种元素，x为0.05以上0.5以下，并且y为0.01以上0.75以下。由于这种烧结硬质合金在硬质相和结合相之间的界面处的结合力不足，因而难以同时获得耐磨性和耐破损性。在专利文献2的金属陶瓷中，第一硬质相中的复合碳氮化物固溶体表示为(Ti1-x-yLxMoy)(C1-zNz)。在该化学式中，L表示选自由Zr、Hf、Nb和Ta构成的组中的至少一种元素，x为0.01以上0.5以下，y为0.03以上0.05以下，并且z为0.05以上0.75以下。由于Mo降低了碳氮化物本身的耐钢粘附性，因而Mo的含量优选较低。专利文献2的金属陶瓷中的复合碳氮化物固溶体的Mo的含量不低，这是因为Mo在全部金属元素(Ti、L和Mo)中所占的原子比为0.03以上。通过包括由WC构成的第二硬质相而使金属陶瓷的耐钢粘附性降低，这因而极大地影响了代表金属陶瓷的切削性能的耐破损性。在这种情况下，本公开的目的是提供一种以均衡的方式获得耐磨性和耐破损性这两者的金属陶瓷、包括该金属陶瓷的切削工具及制造金属陶瓷的方法。[本公开的效果]根据以上所述，可以提供以均衡的方式获得耐磨性和耐破损性这两者的金属陶瓷、包括该金属陶瓷的切削工具及制造金属陶瓷的方法。[本申请专利技术的实施方案的说明]本专利技术人开发出了这样的金属陶瓷，该金属陶瓷中应用了表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物作为新原料。本专利技术人发现，表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物的热特性优于常规的Ti类化合物。特别地，本专利技术人发现通过适当地控制Nb、W和N的组成，可以获得高的机械强度。此外，本专利技术人还发现将含有该复合碳氮化物的硬质相构造成包括含有表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物的芯部以及与芯部相比组成中W的含量更高的周边部，能够提高硬质相和金属结合相之间的界面处的结合力，从而得到本公开。首先列出并描述本专利技术的实施方案。[1]根据本公开的一种方式的金属陶瓷包括：含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及含有铁族元素的金属结合相。所述硬质相包括粒状的芯部和覆盖所述芯部的至少一部分的周边部。所述芯部含有表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物，其中Y为0以上0.05以下且Z为0.3以上0.6以下。与所述芯部相比，所述周边部的组成中W的含量更高。从而可以提供以均衡的方式获得耐磨性和耐破损性这两者的金属陶瓷。[2]X优选为0.1以上0.6以下。从而可以获得显著的耐磨性和耐破损性。[3]X进一步优选为0.1以上0.2以下。从而可以获得显著的耐磨性。[4]X还进一步优选为0.4以上0.6以下。从而可以获得显著的耐破损性。[5]优选地，所述金属陶瓷包含由WC构成的WC相，并且WC相的含量为1体积％以下。由于即使包括WC相也能够防止耐钢粘附性的降低，因而能够以更均衡的方式获得耐磨性和耐破损性两者。[6]金属陶瓷优选不包括由WC构成的WC相。由于可以防止耐钢粘附性的降低，因而能够以更均衡的方式获得耐磨性和耐破损性。[7]在芯部中，V、Cr和Mo的总量占Ti、Nb、W、V、Cr和Mo的总量的优选小于2原子％。由于可以充分地抑制V、Cr和Mo(代表使金属陶瓷的耐钢粘附性降低的元素)，因而能够以更均衡的方式获得耐磨性和耐破损性。[8]芯部的平均晶体粒径优选为0.5μm以上3μm以下。从而可以获得更高的耐磨性和耐破损性。[9]根据本公开的一种方式的切削工具包括金属陶瓷。从而可以提供具有归因于金属陶瓷的优异的耐磨性和耐破损性的切削工具。[10]切削工具优选包括由金属陶瓷构成的基材和覆盖基材的覆膜。这种切削工具还可以具有归因于金属陶瓷的优异的耐磨性和耐破损性。[11]根据本公开的一种方式的制造金属陶瓷的方法是包括以下步骤的制造金属陶瓷的方法：得到第一粉末，所述第一粉末由表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物构成；通过将所述第一粉末、含有W的第二粉末和含有铁族元素的第三粉末混合，从而得到混合粉末；通过将所述混合粉末加压成形，从而得到成形体；以及通过将所述成形体烧结，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属陶瓷，包括：/n含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及/n含有铁族元素的金属结合相，/n所述硬质相包括粒状的芯部和覆盖所述芯部的至少一部分的周边部，/n所述芯部含有表示为Ti

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属陶瓷，包括：
含有碳氮化物的硬质相，所述碳氮化物含有Ti和Nb；以及
含有铁族元素的金属结合相，
所述硬质相包括粒状的芯部和覆盖所述芯部的至少一部分的周边部，
所述芯部含有表示为Ti1-X-YNbXWYC1-ZNZ的复合碳氮化物，其中Y为0以上0.05以下且Z为0.3以上0.6以下，
与所述芯部相比，所述周边部的组成中W的含量更高。


2.根据权利要求1所述的金属陶瓷，其中
X为0.1以上0.6以下。


3.根据权利要求1或2所述的金属陶瓷，其中
X为0.1以上0.2以下。


4.根据权利要求1或2所述的金属陶瓷，其中
X为0.4以上0.6以下。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属陶瓷，所述金属陶瓷包括由WC构成的WC相，其中
WC相的含量为1体积％以下。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的金属陶瓷，所述金属陶瓷不包括由WC构成的WC相。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属陶瓷，其中
在所述芯部中，V、Cr和Mo的总量占Ti、Nb、W、V、Cr和Mo的总量的小于2原子％。


8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：道内真人，冈村克己，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP