一种合金强化的碳氮化钛基复合材料及其制备方法技术

一种合金强化的碳氮化钛基复合材料，其特征在于：由钛基基础材料和合金复合材料，其中钛基基础材料由TiCN、WC粉末组成，合金复合材料为β‑Co、Cr、Ce、Nb、Zr组成的合金相复合粉末。本发明专利技术碳氮化钛基复合材料为球状形貌，界面结合度优异、结构晶面、晶粒均匀性好。本发明专利技术方法制备过程中有效抑制了Co和碳化物发生偏析，抑制了合金相发生团聚，制备的碳氮化钛基复合材料均匀性好、缺陷少。本发明专利技术制备的碳氮化钛基复合材料的抗弯强度平均达到3000MPa，断裂韧性平均可达到13MPa·m

【技术实现步骤摘要】
一种合金强化的碳氮化钛基复合材料及其制备方法
本专利技术属于金属材料中硬质合金材料领域，具体涉及一种合金强化的碳氮化钛基复合材料及其制备方法。
技术介绍
碳氮化钛基复合材料是切削刀具的主要材料。随着各行各业的日益发展，各种产品的不断更新迭代，尤其是在航天、航空、汽车等领域，对材料的要求以及需求量越来越高，无论是精度还是复杂程度，传统材料已经无法满足这些领域的需求，尤其是对金属材料切削刀具的需求量。而金属材料的加工又离不开高质量的数控刀具，比如制造汽车的各种轴类、齿类零件都需要刀具进行切削加工。目前我国的市场上的数控刀具材料存在脆性大、强度与韧性低、抗热冲击性能较差等缺点，不仅会降低工作效率，还会影响产品的质量。所以研发高硬度、高韧性、高抗热冲击性的高端刀具材料，对于提升我国刀具在国际上的竞争力，缓解我国对高端刀具的进口依赖性有很大的意义。因此，具有很好的高温性能及超硬的碳氮化钛基复合材料走入了高端切削刀具材料的行列。碳氮化钛基复合材料一般会加入WC，虽然具有一定的强度和韧性，但其硬质相是多晶烧结材料，煅烧过程中晶粒容易长大，使得合金材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金强化的碳氮化钛基复合材料，其特征在于：由钛基基础材料和合金复合材料，其中钛基基础材料由TiCN、WC粉末组成，合金复合材料为β-Co、Cr、Ce、Nb、Zr组成的合金相复合粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种合金强化的碳氮化钛基复合材料，其特征在于：由钛基基础材料和合金复合材料，其中钛基基础材料由TiCN、WC粉末组成，合金复合材料为β-Co、Cr、Ce、Nb、Zr组成的合金相复合粉末。


2.如权利要求1所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料，其特征在于：所述β-Co、Cr、Ce、Nb、Zr合金相复合粉中，β-Co：Cr：Ce：Nb：Zr的原子率为5~6：1~2：1~2：0.5~1：0.5~1。


3.如权利要求1所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料，其特征在于：所述合金相复合粉含量为25~30wt%，钛基基础材料中TiCN粉末含量为50~65wt%，WC粉末含量为10~25wt%。


4.一种合金强化的碳氮化钛基复合材料的制备方法，其特征在于：依次进行合金相复合粉末的制备和碳氮化钛基复合材料制备，所述合金相复合粉末的制备是按照β-Co：Cr：Ce：Nb：Zr的原子率比为5~6：1~2：1~2：0.5~1：0.5~1称取称取氧化钴粉、氧化铬、氧化铈、氧化铌、氧化锆作为原料混合后依次进行机械力碰撞磨破碎混合、高压喷雾干燥、氮氢化还原。


5.如权利要求4所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述机械力碰撞磨破碎混合是将称取的氧化物粉末与TiCN球一起装入搅拌球磨罐中，按0.05~0.1L/kg量加入无水乙醇，然后进行机械力碰撞破碎混合形成湿浆料，球料比为3～5:1，搅拌球磨速度300~500转/min，破碎混合时间36~48h。


6.如权利要求4或5所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述高压喷雾干燥是将上述混合后的湿浆料过筛去球，在压力为2~15MPa下将浆料雾化，雾化后的浆料与60~80℃的热风混合干燥，形成微纳米合金混合粉末。


7.如权利要求4-6任一项所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述氮氢化还原是将上述合金混合粉末在氮气和氢气混合气体气氛中，在400~500℃下进行反应120~180min，生成β-Co、Cr、Ce、Nb、Zr合金相复合粉末，反应完成后，关闭氢气，在氮气保护下冷却至室温。


8.如权利要求4所述的一种合金强化的碳氮化钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳氮化钛基合金材料的制备是将25~30wt%的合金相复合粉末、50~65wt%TiCN粉末、10~25wt%WC粉末混合球磨、高压喷雾干燥得碳氮化钛基合金粉末，再依次通过压制成型和微波烧结。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淼鑫，邓莹，姜山，张艳华，陈巧旺，成小庆，廖广，张恒硕，皇甫浩霆，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50