碳热还原合成钛钨金属陶瓷

Ti（C，N）基金属陶瓷是一种诞生于20世纪70年代的新型金属陶瓷材料。它具有密度低、化学稳定性和抗氧化性好、对钢的摩擦系数小、能切削难熔金属、抗切削熔着和扩散等优点，近几年得到了很大的发展。Ti（C，N）基金属陶瓷用做刀具材料适合于铸铁、普通钢、高硬度钢的高速切削和干式切削，使用性能优于硬质合金和涂层硬质合金刀具。 

工业上制备 Ti（C，N）及其固溶体粉末的方法一般是将 TiC＋WC、TiO₂+WO₃+C或Ti+W+C的球磨混合料，在1600-2000 ℃范围内进行碳热合成反应。近来，有学者在实验室尝试用“前驱＋碳热还原”技术成功合成Ti（C，N）固溶体，及其他碳化物粉。该方法具有工艺操作简单、制备成本低，能显著降低合成温度，易于合成纳米级粉末等优点。

“前驱体＋碳热还原”法制备纳米Ti（C，N）基金属陶瓷步骤有：1、将偏钨酸铵、偏钛酸、酸和木糖等组元原料，放入装有一定量去离子水的烧杯中充分溶解配置成前驱体溶液，然后放入烘箱中于80℃恒温干燥，获得前驱体混合料粉末。2、将前驱体混合料放入管式炉煅烧，获得TiO₂＋WO₃+B₂O₃产物。3、在真空碳管炉进行碳热还原，在1200℃下进行2ｈ碳热还原氮化，成功制备了纳米晶Ti（W）（B，C，N）粉末，其粉末平均晶粒尺寸约为21.3ｎｍ。

与传统的“普通球磨＋碳热还原”法相比，前驱体＋碳热还原”法能在较低的合成温度下获得物相成分单一的纳米晶粉末，不仅所制出的金属陶瓷材刀具质量更好，而且成本相对于球磨法节约了30%。

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