實施例4
[0028] 按質量百分比TiCN 65%、Co和Ni 15%、WC 10%、Mo2C 10%進行配料，將配制 的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合48h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚乙 烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力為 300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽至 真空狀態(tài)，然后充入30kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱，用100°C/min的升溫速度將試 樣加熱至800°C并保溫10min，然后以30°C /min的升溫速度，加熱至1550°C，在此溫度下保 溫20min，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為14.96GPa(HV20)，斷裂韌度 為 9. 35MPa · m1/2。
[0029] 實施例5
[0030] 按質量百分比TiCN 60%、Co和Ni 20%、WC 10%、Mo2C 10%進行配料，將配制 的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合48h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚乙 烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力為 320MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽至 真空狀態(tài)，然后充入30kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱，用100°C/min的升溫速度將試 樣加熱至800°C并保溫20min，然后以30°C /min的升溫速度，加熱至1500°C，在此溫度下保 溫10min，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為14. 48GPa(HV20)，斷裂韌度 為 10. 85MPa · m1/2。
[0031] 實施例6
[0032] 按質量百分比TiCN 60%、Co和Ni 24%、WC 8%、Mo2C 8%進行配料，將配制的 混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合48h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚乙 烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力為 300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽至 真空狀態(tài)，然后充入30kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱，用100°C/min的升溫速度將試 樣加熱至800°C并保溫20min，然后以30°C /min的升溫速度，加熱至1450°C，在此溫度下保 溫10min，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為13. 28GPa (HV20)，斷裂韌度 為 12. 52MPa · m1/2。
[0033] 實施例7
[0034] 按質量百分比TiCN 65%、Co和Ni 15%、WC 10%、Mo2C 10%進行配料，將配制 的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合24h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚 乙烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力 為280MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽 至真空狀態(tài)，然后充入40kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱，用80°C /min的升溫速度 將試樣加熱至800°C，然后以40°C /min的升溫速度直接加熱至1550°C，在此溫度下保溫 lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為15. 49GPa(HV20)，斷裂韌度為 IOMPa · m1/2。
[0035] 實施例8
[0036] 按質量百分比TiCN 71%、Co和Ni 9%、WC 10%、Mo2C 10%進行配料，將配制 的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合28h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚 乙烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力 為300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽 至真空狀態(tài)，然后充入60kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱，用100°C /min的升溫速度 將試樣加熱至800°C，然后以45°C /min的升溫速度直接加熱至1550°C，在此溫度下保溫 lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為15. 32GPa(HV20)，斷裂韌度為 7. 51MPa · m1/2〇
[0037] 實施例9
[0038] 按質量百分比TiCN 59%、Co和Ni 21%、WC 10%、Mo2C 10%進行配料，將配制 的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合24h并在球磨結束2小時前加入濃度為5wt%聚 乙烯醇水溶液造粒，球料質量比為7 :1 ;球磨后烘干研磨，將研磨好的粉料干壓成型，壓力 為300MPa，保壓時間為2min ;將成型試樣置于微波燒結爐中，開啟真空泵，將爐體內氣壓抽 至真空狀態(tài)，然后充入40kPa的氮氣。開啟微波電源進行加熱直接用120°C /min的升溫 速度將試樣加熱至800°C，然后以60°C /min的升溫速度，加熱至1550°C，在此溫度下保溫 lOmin，然后隨爐冷卻至室溫。經測試得，材料的維氏硬度為13. 03GPa(HV20)，斷裂韌度為 12. 25MPa · m1/2。
[0039] 表1 :實施例1-9中的性能測試結果
【主權項】
1. 一種TiCN基金屬陶瓷刀具材料，其特征在于，按質量百分比計，該材料的組分組成 為：TiCN 55% -75%、Co 和 Ni 6% -24%、WC 8% -15%、Mo2C 或此4% -15%。
2. 如權利要求1所述的TiCN基金屬陶瓷刀具材料的微波燒結工藝，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 按比例稱取Mo2C或Mo和TiCN、Co、Ni、WC，并進行球磨混合； (2) 將步驟（1)配制的混合粉末以無水乙醇為介質球磨混合24-48h; (3) 在球磨結束前2小時向混合粉料中加入聚乙烯醇水溶液造粒； (4) 將球磨后的混合料進行干燥，然后研磨； (5) 將研磨好的粉料壓制成型，成型壓力為250MPa-320MPa，保壓時間為lmin-3min ; (6) 在30-60kPa氮氣壓力氛圍下，采用微波燒結工藝，以80-120°C /min的升溫 速率將溫度升至650°C _800°C并保溫0_20min，然后以30-60°C /min的升溫速率升到 1450°C -1550°C，并保溫0min-20min，隨后隨爐冷卻。
3. 如權利要求2所述的TiCN基金屬陶瓷刀具材料的微波燒結工藝，其特征在于，步驟 ⑵中，混合粉末的粒徑均彡2 y m ;磨球為氧化鋁磨球；混料過程中球料質量比為7:1-9:1。
4. 如權利要求2所述的TiCN基金屬陶瓷刀具材料的微波燒結工藝，其特征在于，步驟 (3)中，聚乙烯醇水溶液的質量濃度為5%。
5. 如權利要求2所述的TiCN基金屬陶瓷刀具材料的微波燒結工藝，其特征在于，步驟 (6)中，氮氣的純度為99. 99%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TiCN基金屬陶瓷刀具材料及其微波燒結工藝。該材料的組成按質量百分比為：TiCN 55％-75％、Co和Ni 6％-24％、WC 8％-15％、Mo2C或Mo4％-15％；本發(fā)明以2.45GHz頻率微波介質作熱源，在氮氣氣氛保護下完成所述刀具材料的燒結。本發(fā)明制得的刀具材料具有較高的致密度、硬度和斷裂韌性，滿足刀具的使用要求；同時燒結工藝簡單，生產效率高，成本低。
【IPC分類】C22C29-04, C22C1-04
【公開號】CN104878267
【申請?zhí)枴緾N201510288720
【發(fā)明人】程寓, 胡瀚澎, 徐玉高
【申請人】南京理工大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月29日