金属陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种具有高耐磨和高韧性的金属陶瓷及其制备方法。这种金属陶瓷包含由元素周期表中过渡族金属元素Ti、W、Mo、Ta、Nb、Cr、V、Zr等的碳化物、氮化物或碳氮化物构成的固溶体硬质相和由Fe族元素形成的粘结相。其中所述硬质相的晶粒结构和粒度分布被严格控制，用定量金相法统计分析出的硬质相粒径离差系数不大于0.75。所述金属陶瓷性能与未控制晶粒度分布的金属陶瓷相比，具有更高的硬度和强韧性。

主权项

一种金属陶瓷材料，包含重量比为60~94 wt.%的硬质相，其余为粘结金属相及不可避免的杂质元素其浓度为百万分之一数量级；其特征在于：所述的粘结金属相由Fe族元素的一种或多种，同时固溶有C，N及过渡族金属元素的合金相，其含量为6~40 wt.%；所述的硬质相是由主硬质相TiC和或TiN和或Ti(C,N)粉末与元素周期表中过渡族金属元素W、Mo、Ta、Nb、Cr、V、Zr金属的单质、碳化物、氮化物或碳氮化物粉末的一种或几种通过烧结后形成的碳化物固溶体或碳氮化物固溶体相；主硬质相TiC和或TiN和或Ti(C,N)含量为硬质相成分总量的60%‑100%；所述硬质相中的晶粒度λ与合金的平均晶粒度da.满足下述关系（1）当0.6μm≤da.＜0.8μm，则λ≤0.3μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的25%，λ≥2.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的10%，0.3μm＜λ＜2.0μm晶粒数量不少于总晶粒数量的65%；（2）当0.8μm≤da.＜1.8μm，则λ≤0.3μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的25%，λ≥4.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的10%，0.3μm＜λ＜4.0μm晶粒数量不少于总晶粒数量的65%；（3）当1.8μm≤da.＜2.4μm，则λ≤1.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的25%，λ≥5.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的10%，1.0μm＜λ＜5.0μm晶粒数量不少于总晶粒数量的65%；（4）当2.4μm≤da.＜3.0μm，则λ≤1.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的25%，λ≥6.0μm的晶粒数量不大于总晶粒数量的10%，1.0μm＜λ＜6.0μm晶粒数量不少于总晶粒数量的65%。