热压烧结TiB2-Ti(C,N)陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，尤其是热压烧结TiB2-Ti(C，N)陶瓷材料及其制备方法。制备TiB2-Ti(C，N)的混合粉的成分质量比为：TiB2?43.0％-71.4％；Ti(C，N)?10.2％-39.2％；Ni?11.0％-11.4％；Mo?6.8％-7.0％。制备TiB2-Ti(C，N)的工艺路线为：(1)将按比例配制的TiB2、Ti(C，N)、Ni、Mo混合粉末装入缸式球磨机中，用硬质合金球磨24小时和用100目筛过筛；(2)将过筛后的配料装入上下封闭的石墨模具，再放入高温烧结炉内；(3)在升温速率70℃/min、压力32MPa、温度1600℃、保温60min条件下制备成TiB2-Ti(C，N)陶瓷材料。本发明专利技术构思新颖，所制备的陶瓷材料强度和硬度高，韧性好，质量优良，能满足现代加工工艺对刀具、工具和模具材料的性能要求；加工工艺及设备简单，成本低，易于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料
，尤其是热压烧结TB2-Ti (C, N)陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
通过多元复合的方法可以提高TB2基陶瓷材料的烧结性能，降低其烧结温度，使其在较低的温度下可以达到致密化，并且适当的材料组分、晶粒生长抑制剂和烧结工艺可以使晶粒细化，进而提高材料的力学性能。TB2陶瓷具有高熔点(3225°C)、高弹性模量 (529GPa)和高硬度(约32GPa)、化学稳定性好、耐腐蚀性好，是一种典型的耐高温结构陶瓷，但其断裂韧度及抗弯强度低，使其应用受到了极大的限制。目前通过加入添加相，采用多元复合的方法来提高材料的性能，虽然材料性能有了一定的提高，但还远远无法满足现代制造业的发展对高强、高硬、高韧性的刀具材料及工具、模具材料的要求。当前，TiB2基陶瓷材料的制备方法有原位反应合成法、自蔓延高温合成技术、无压烧结和爆炸烧结等。传统制备工艺存在制备设备与工艺复杂，成本高，不利于产业化等不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前TB2基陶瓷材料和制备方法存在的缺陷，通过向基体中添加Ti (C，N)及金属相的方法，大幅度提高其综合性能，提供质量优良、工艺简单、成本低廉的TW2-Ti (C，N)陶瓷材料及制备方法。本专利技术的基本构思是将TiB2、Ti (C,N)、Ni、Mo粉末按照一定的质量比例混合，采用真空热压烧结法，在合适的升温速率、压力、生长温度和保温时间下，合成系列TiB2-Ti (C， N)陶瓷材料。制备TW2-Ti (C，N)的混合粉的成分质量比为=TiB2 43.0% -71.4% ；Ti (C, N) 10. 2% -39. 2% ；Ni 11. 0% -11. 4% ；Mo 6. 8% -7. 0%。制备TiB2-Ti (C，N)的工艺路线为(1)将按比例配制的TiB2, Ti (C，N)、Ni、Mo混合粉末装入缸式球磨机中，用硬质合金球磨M小时和用100目筛过筛；( 将过筛后的配料装入上下封闭的石墨模具，再放入高温烧结炉内；(3)在升温速率70°C/min、压力32MPa、 温度1600°C、保温60min条件下制备成TiB2-Ti (C，N)陶瓷材料。其合成的陶瓷材料的纯度高，TiB2与Ti (C，N)晶粒较细小，晶界结合紧密致密，没有长棒状晶粒产生。Ti (C，N)晶粒的尺寸为0.5μπι以内，打化晶粒的尺寸介于1μπι-3μπι。 合成的陶瓷材料的抗弯强度为867. 55-1019. 53MPa,断裂韧度为6. 25-6. 89MPa. m0. 5，硬度为22. 80-23. 65GPa。本专利技术为现代加工制造业提供了一种性能优良的刀具和工具材料。本专利技术构思新颖，所制备的陶瓷材料强度和硬度高，韧性好，质量优良，能满足现代加工工艺对刀具、工具和模具材料的性能要求；加工工艺及设备简单，成本低，易于产业化。四附图说明图1为热压烧结法制备的陶瓷材料TiB2-Ti (C，N)的扫描电镜照片。五、实施例按实施例附表中所列的组成成份，将混合粉末装入缸式球磨机中，用硬质合金球磨对小时和用100目筛过筛后，装入上下封闭的石墨模具中，在升温速率70°C /min、压力 32MPa、温度1600°C、保温60min条件下制备而成。实施例附表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．热压烧结ＴｉＢ２－Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）陶瓷材料，其特征在于：合成ＴｉＢ２－Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）陶瓷材料的混合粉末成分的质量比为：ＴｉＢ２　４３．０％－７１．４％；Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）　１０．２％－３９．２％；Ｎｉ　１１．０％－１１．４％；Ｍｏ　６．８％－７．０％。

【技术特征摘要】
1.热压烧结TB2-Ti(C，N)陶瓷材料，其特征在于合成TB2-Ti (C，N)陶瓷材料的混合粉末成分的质量比为TiB2 43. 0% -71. 4%;Ti(C,N) 10. 2% -39. 2%;Ni 11. 0% -11. 4%； Mo 6. 8% -7. 0%。2.制备权利要求1所述的热压烧结TB2-Ti(C，N)陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄传真，刘琳，邹斌，刘含莲，宋金鹏，朱洪涛，刘战强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88