[发明专利]一种高强韧中锰钢基TiN钢结硬质合金的制备方法

摘要

本发明涉及一种高强韧中锰钢基TiN钢结硬质合金的制备方法，其特征在于原位合成TiN粉末配制将Ti02粉、TiH2粉或Ti粉其中之一种或三种和尿素((NH2)2CO)按N/ Ti原子比为0.4～1.1进行配制成原位合成TiN混合粉末；将钼铁粉，钒铁粉，铬铁粉，锰铁粉，硅铁粉，铁粉、镍粉，胶体石墨和稀土原料按粘接相金属化学成分质量比所需比例配制，装入钢球球磨，其中加入无水乙醇作介质和PVA，球磨后将料浆干燥后压制成形、烧结得到TiN钢结合金。本发明将原位反应合成技术与液相烧结技术相结合，增强颗粒尺寸细小，表面无尖角，基体界面结合较好且界面干净。所制备的钢结合金方法能够提高合金的综合力学性能，而且价格低廉，工艺简便。

主权项

一种高强韧中锰钢基TiN钢结硬质合金的制备方法，其特征在于包括如下： (1) 材料配制：1）原位合成TiN粉末配制：将Ti02粉、TiH2粉或Ti粉其中之一种或三种和尿素((NH2)2CO)按N/ Ti原子比为0.4～1.1进行配制成原位合成TiN混合粉末；2）粘接相基体合金粉末配制：粘接相金属材料化学成分质量百分比为： C0.9～1.2%，Cr1.0～2.5%，Mo0.6～1.0%，V0.5～1.0%，Si0.4～0.8%，Mn5～8%，Ni0.5～1.0%，S≤0.02，P≤0.02，CeO2、Y3O2、La2O3 其中之一或二种以上的组合≤0.8％，余量Fe和不可避免的杂质元素；3）高强韧中锰钢基TiN钢结硬质合金材料配制：材料化学成分质量百分比为：原位合成TiN粉末30～50%，粘接相基体合金粉末70～50%；(2)制备工艺步骤是：1）TiN粉末材料配制：将Ti02粉、TiH2粉或Ti粉其中之一种和工业尿素((NH2)2CO)按N/ Ti原子比为0.4～1.1进行配制成原位合成TiN混合粉末；装入聚氨酯球磨桶中，装入不锈钢钢球，球料比10:1～20:1，加入无水乙醇作介质和分散剂，采用震动球磨机进行密封球磨48～72小时，制备成TiN粉末；2）材料配制：将制备好的TiN粉末和钼铁粉，铬铁粉，钒铁粉，锰铁粉，硅铁粉，根据所需的化学成分质量百分比换算，连同铁粉、镍粉，胶体石墨，CeO2、Y3O2、La2O3 其中之一或二种以上的组合原料按粘接相金属材料化学成分质量百分比所需比例配制，其中锰碳比≥3；3）根据钢结硬质合金材料所需的原位合成TiN混合粉末和粘接相基体合金粉末的比例将两种材料进行混合，装入球磨桶中，装入钢球，球料比5:1～10:1，加入无水乙醇作介质和0.5～1%PVA作为冷却剂和分散剂，加入5～10%工业尿素或氨水作为氮源，采用震动球磨机进行密封球磨48～72小时；4）将料浆干燥后过筛，然后在350～500 MPa压强下压制成所需尺寸形状的产品；5）在真空条件下烧结，烧结温度为1400℃～1500℃，烧结工艺为:加热速度10℃/min，到达烧结温度后进行2～5小时的恒温烧结，随炉冷却到室温，得到所需成分的高强韧中锰钢基TiN钢结硬质合金。