一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金制造技术

一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，是由TiN、TiC、Ni粉、Mo、MnFe、Cr、C、Fe及其不可避免的杂质组成，且杂质在整个合金中的含量≤0.3％。采用粉末冶金方法，经湿磨混料、过滤烘干、掺胶制粒、压制成型、真空烧结制成钢结硬质合金。使钢结硬质合金的使用范围更加广泛，即既不局限于镶铸、镶嵌、镶焊成复合材料，也可单独用于结构件耐磨材料，且使用寿命会更长，使节能效果更显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，它是一种高强度的可以用作结构件的高耐磨性材料，可镶铸、镶焊或镶嵌成复合耐磨材料.属于粉末冶金制备

技术介绍
TiC基钢结硬质合金其特点是比重轻(或者说密度低)，硬度高，耐磨性好，被工程
广泛用作结构件材料，镶铸、镶嵌成复合耐磨材料等。但该材料在强撞击高硬度物料时，显得强度和韧性不够，时有断裂和碎片情况发生，如焊接工艺处理不好，会出现显微裂纹，使用过程中就会产生碎片。另外，目前国内外制作该合金材料，还是采用系传统的合金配方，以价格高昂的镍钥贵金属含量来增强补韧，以传统的粉末冶金工艺烧结成合金毛·坯，再经水韧处理或锻造热处理，机加工成耐磨材料，采用这种工艺成本很高，并且成品率也不高，造成了资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，能够大大提高TiC基钢结硬质合金的强度和韧性，并且节约成本。本专利技术要解决的问题所采用的技术方案是一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiN0. 5 % 2. 0%, TiC43 % 49. 5 %，Ni 粉 I. O % I. 8 %，Mo 粉 O. 8 % I. 5 %，MnFe 粉 8. O % 13. O %, CrO. I % O. 2%，CO. 5% 2. 0%，余量为Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量彡O. 3%。作为优选，本专利技术一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNl. 5%, TiC46. 5%, Ni 粉 I. 6%, Mo 粉 I. 2%, MnFe 粉 11%, CrO. 2%, CO. 9%，余量为 Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3%。本专利技术一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，采用粉末冶金方法，经湿磨混料、过滤烘干、掺胶制粒、压制成型、真空烧结制成钢结硬质合金。本专利技术的特点TiC和TiN都是具有面心立方点陈的氯化钠型晶体结构，并可按照休莫罗塞里(Hume Rothery)法则形成连续固溶体。而且它们的熔化温度(TiC为3430k，TiN为3220k)很相近，晶胞参数(TiC为O. 4322nm，TiN为O. 4242nm)也很相近，所以在Ti点阵中的C原子可以被N2原子以任何比例替代，形成一种连续固溶体，即TiC(Cl-xNx)(0<χ<1)。一般来说随X值的增大，材料的硬度降低，韧性提高。由此可见通过控制X的量也就是TiN的量来提高韧性而不降低硬度是可行的。该研究的另一增强补韧的机理是纳米改性，一般认为作用有三种。(I)晶粒细化作用，在微米级硬质相TiC中加纳米颗粒，可提高成核浓度。在减少晶粒尺寸的同时，促进晶粒大小均匀化，这种控制晶粒长大并使晶粒均匀化的显微结构，有利于提闻材料的抗弯强度。(2) “晶内型”结构作用，在纳米-微米基体复合材料中，由于颗粒大小存在着数量级的差异，可降低烧结温度。所以在一定的温度内，基体颗粒以纳米颗粒为核形成晶粒，将纳米颗粒包裹在基体颗粒中，形成“晶内型”结构。此结构中基体颗粒间的晶界称为主晶界，纳米与基体颗粒间的晶界称为次晶界或叫次界面，这种界面效应的作用减弱了晶界的作用，诱发穿晶断裂，抑制断裂过程中的位错运动，从而提高强度。(3)微米晶粒间的潜在纳 米效应，由于纳米与微米颗粒间的次界面处存在较大的残余应力，使基体晶粒广生大量的亚晶界，这种亚晶界的广生使基体更加细化，并使基体晶粒处于一种潜在的分化状态，人们把这种状态称为“纳米效应”，从而进一步提高强度。另一研究认为纳米改性后材料的增强补韧效果改变了断裂模式，因为纳米在阻止位错运动的过程中能吸收部分断裂能，对断裂点起到“钉扎”作用而提高强度。研究开发用纳米TiN来改善钢结硬质合金性能的意义在于其一是使钢结硬质合金的使用范围更加广泛，即既不局限于镶铸、镶嵌、镶焊成复合材料，也可单独用于结构件耐磨材料，且使用寿命会更长，使节能效果更显著，合金的抗弯强度由1600MPa提高到2000MPa以上，硬度不需热处理就可达到HRc彡62，密度彡6. 2g/cm3，产品合格率从95%提高到98%以上。具体实施例方式下面结合对照表和具体实施例对本专利技术作进一步介绍实施例I : 一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNO. 5%, TiC49. 5%, Ni 粉 1.0%，Mo 粉 0.8%，MnFe 粉 8.0%，CrO. 1%, CO. 5%，余量为Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3 %。按上述配比制成的纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，由该合金制成的耐磨衬板，抗弯强度达到2150MPa，硬度达到64. 5，密度5. 9g/cm3，成品率99. 2%。实施例2 : —种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiN2. 0%,TiC43%,Ni 粉 I. 8%, Mo 粉 I. 5%, MnFe 粉 13. 0%, CrO. 2%, C2. 0%，余量为 Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3%。按上述配比制成的纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，由该合金制成的耐磨衬板，抗弯强度达到2050MPa，硬度达到63，密度6. Og/cm3，成品率99. 2%。实施例3 : —种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNO. 8%, TiC45. 5%, Ni 粉 I. 3%, Mo 粉 I. I %, MnFe 粉 8. 5%, CrO. 15%, CO. 8%，余量为Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3 %。按上述配比制成的纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，由该合金制成的耐磨衬板，抗弯强度达到2110MPa，硬度达到64，密度5. 9g/cm3，成品率99. 3%。实施例4: 一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNl. 5%, TiC46. 5%, Ni 粉 I. 6%, Mo 粉 I. 2%, MnFe 粉 11%, CrO. 2%, CO. 9%，余量为 Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3%。按上述配比制成的纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，由该合金制成的耐磨衬板，抗弯强度达到2200MPa，硬度达到60，密度5. 8g/cm3，成品率99. 8%。实施例5 : —种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNl. 5%,TiC44%,Ni 粉 I. 6%,Mo 粉 I. 3%,MnEe 粉 11%, CrO. 2%, CO. 8%，余量为 Fe 粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量< O. 3%。按上述配比制成的纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，由该合金制成的耐磨衬板，抗弯强度达到2000MPa，硬度达到63，密度6. 2g/cm3，成品率99. 8%。实施例6 : —种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，按质量百分比组成为TiNl. 2%, TiC46%, Ni 粉 I. 4%, M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，其特征在于按质量百分比组成为：TiN0.5％～2.0％，TiC43％～49.5％，Ni粉1.0％～1.8％，Mo粉0.8％～1.5％，MnFe粉8.0％～13.0％，Cr0.1％～0.2％，C0.5％～2.0％，余量为Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量≤0.3％。

【技术特征摘要】
1.一种纳米TiN改性TiC基钢结硬质合金，其特征在于按质量百分比组成为TiNO. 5% 2. 0%，TiC43% 49. 5%, Ni 粉 I. 0% I. 8%, Mo 粉 O. 8% I. 5%, MnFe 粉8.0% 13.0%，CrO. 1% 0.2%，CO. 5% 2. 0%，余量为Fe粉及其不可避免的杂质，且杂质在整个合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春友，卢洪波，廖清泉，黄先波，马峰，
申请(专利权)人：郑州鼎盛工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：