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专利号: 2021116723636
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷,其特征在于:所述金属陶瓷是将TiC0.7N0.3、WC、Ni、Co、Mo2C、VC、AlN和 (Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物粉体一起球磨后得到混合粉末,干燥后经过干压和冷等静压成型,用碳粉全包裹住坯体,在

1450‑1600℃烧结并保温制得;所述TiC0.7N0.3、WC、Ni、Co、Mo2C、VC、AlN和(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C的质量比为(45‑60): (8‑16):6.5 : 6.5 : 6.5 : 5 :(1‑2): (3‑13);所述(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物粉体通过Ta2O5、V2O5、WO3、Nb2O5、MoO3、C六种粉体混合球磨,干燥后在1600‑1700℃碳热还原法制得。

2.根据权利要求1所述的一种具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷,其特征在于:所述TiC0.7N0.3、WC、Ni、Co、Mo2C、VC、AlN的粉体粒径为1‑3微米;所述Ta2O5、V2O5、WO3、Nb2O5、MoO3、C的粉体粒径为0.5‑3微米;所述(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物粉体的粒径为0.5‑5微米。

3.根据权利要求1所述的一种具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷,其特征在于:所述(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物按照以下操作步骤制备得到:S1. 将Ta2O5、V2O5、WO3、Nb2O5、MoO3、C六种粉体按照摩尔比为0.5:0.5:1:0.5:1:18进行配粉,得到混合粉料;将WC‑Co硬质合金球和无水乙醇加入到混合粉料中,进行辊式球磨24‑

48h;所述WC‑Co硬质合金球、无水乙醇和混合粉料的质量比为6:3:1;

S2.将球磨好的浆料进行旋转蒸发处理后,放在60‑100℃干燥箱中进行干燥处理,得到干燥粉体;

S3.干燥粉体过100‑200目筛后经过8‑20MPa干压压制成坯体;

S4.将坯体放入真空炉中,在温度1600‑1700℃保温1‑2h进行碳热还原,制成(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物块体;

S5.将(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物块体破碎研磨后,过100‑200目筛,得到(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物粉体。

4.根据权利要求3所述的一种具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷,其特征在于:步骤S1中所述WC‑Co硬质合金球的直径为5mm和10mm,两种直径的球的质量比为1:2;

步骤S2中所述干燥处理的时间为12‑24h;

步骤S3中所述干压的保压时间为20‑60s。

5.根据权利要求1所述的一种具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷的制备方法,其特征在于包括以下操作步骤:S1. TiC0.7N0.3、WC、Ni、Co、Mo2C、VC、AlN和(Ta0.2W0.2V0.2Mo0.2Nb0.2)C高熵碳化物粉体进行配粉,得到混合粉料;将YG8牌号的WC‑Co硬质合金球和无水乙醇加入到混合粉料中,进行辊式球磨24‑48h;所述WC‑Co硬质合金球、无水乙醇和混合粉料的质量比为5:2:1;

S2.将球磨好的浆料进行旋转蒸发处理后,放在60‑100℃干燥箱中进行干燥处理,得到干燥粉体;

S3.干燥粉体过100‑200目筛后经过30‑90MPa干压和200‑300MPa冷等静压压制成坯体,用碳粉全包裹住坯体;

S4.将坯体放入真空炉中,在温度1450‑1600℃进行烧结,得到具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述WC‑Co硬质合金球的直径为5mm和10mm,两种直径的球的质量比为1:2。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述干燥处理的时间为12‑

24h。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤S3中所述干压的保压时间为20s‑

60s,所述冷等静压的保压时间为5‑15min;所述用碳粉全包裹住坯体的过程中采用5‑15MPa和20s‑60s保压压制成型。

9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤S4中所述烧结的时间为1‑4.5h。

10.根据权利要求1‑3任一项所述的具有高硬度和高韧性的高熵碳化物增强TiCN基金属陶瓷在刀具切削领域中的应用。