本发明涉及一种金属陶瓷及其制备方法，尤其涉及一种ti(c,n)基无钴金属陶瓷及其制备方法，属于金属陶瓷。
背景技术：
1、金属陶瓷是以陶瓷粉末和金属粉末为原料，通过高温烧结，利用金属相将陶瓷相粘结为一体的一类复合材料。其复合了力学性能相异的硬质陶瓷相和韧性金属相的特性，使材料具有高强度、高硬度、一定的韧性、良好的化学稳定性和良好的高温红硬性，广泛用于切削刀具材料和其它耐磨件。
2、目前现有的ti基金属陶瓷大多同时采用ni和co作为黏结相，但由于co的资源较为有限，且价格昂贵，已被各国列入战略物资资源。因此有研发人员开发出了无钴金属陶瓷。因此如何在保证不使用co作为黏结相成分的情况下，保证ti基金属陶瓷能够具有较高的综合性能，成为当前亟待解决的技术问题。
3、ti基金属陶瓷的致密化过程对材料性能的影响十分显著，烧结工艺特别是烧结温度的优化与控制是影响其致密化过程的十分重要的因素。在金属陶瓷烧结过程中，低熔点金属熔化填充高熔点硬质相颗粒间孔隙，并产生大量的物理化学变化，如元素扩散、金属与金属形成金属间化合物等，促进材料的致密化过程。因此，烧结温度和烧结方式对试样的致密化有很大影响。目前国内已经有许多研究者采用不同的烧结方式制备金属陶瓷材料，研究不同烧结方式对金属陶瓷微观组织结构和性能的影响。但现有技术中，鲜少有能够同时改善金属陶瓷综合性能的方法，如抗弯强度、硬度和断裂韧性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种ti(c,n)基无钴金属陶瓷及其制备方法，该制备方法优化基体成分并控制烧结工艺，能够提高金属陶瓷的综合性能，尤其是能够同时改善其抗弯强度、硬度和断裂韧性。
2、本发明的技术方案是：
3、一种ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，该制备方法主要包括下述步骤：按总物料质量百分比计量称取12-17％的ni作为粘结相，称取13-15％的mo、8-15％的wc、0.8-1.0％的cr2c3和0.8-1.0％的c作为添加相，称取余量ti(c0.5,n0.5)为硬质相进行球磨混料后，依次进行模压成型、真空脱蜡和高温烧结，其中高温烧结采用氮气气氛烧结且烧结温度为1440℃-1460℃。
4、其进一步的技术方案是：
5、所述硬质相ti(c0.5,n0.5)的颗粒尺寸为3.0-3.2μm。
6、其进一步的技术方案是：
7、所述粘结相ni的颗粒尺寸为2.0-2.5μm，且氧含量为0.2-0.5wt.％。
8、其进一步的技术方案是：
9、所述添加相中，mo的颗粒尺寸为2.5-3.0μm，且氧含量为0.08-0.12wt.％，自由碳含量为1.0-1.2wt.‰。
10、其进一步的技术方案是：
11、所述添加相中，wc的颗粒尺寸为0.7-0.8μm，且氧含量为0.5-0.6wt.％，化合碳含量为6.0-6.5wt.％，自由碳含量为0.05-0.08wt.％。
12、其进一步的技术方案是：
13、所述添加相中，cr2c3的颗粒尺寸为3.5-4.0μm，且氧含量为0.01-0.02wt.％，化合碳含量为10-13wt.％，自由碳含量为0.02-0.04wt.％。
14、其进一步的技术方案是：
15、所述添加相中，c的颗粒尺寸为5.0-5.5μm，且氧含量为0.03-0.06wt.％。
16、其进一步的技术方案是：
17、所述高温烧结包括固相烧结段和液相烧结段，且该两烧结段的气氛均为氮气气氛，其中液相烧结段氮气气氛的气压高于固相烧结段氮气气氛的气压。
18、其进一步的技术方案是：
19、所述固相烧结段氮气气氛的气压为25-35mba，所述液相烧结段氮气气氛的气压高于固相烧结段氮气气氛的气压10-15mba。
20、本发明还公开了一种采用上述制备方法制备所得的ti(c,n)基金属陶瓷。
21、本发明的有益技术效果是：
22、1、本发明所述技术方案优化了基体成分，仅使用镍(不含钴)作为黏结相，选择ti(c0.5,n0.5)作为硬质相成分，并通过在添加相中增加使用wc、及调控wc添加量和优选所使用wc粉末颗粒大小，以提高金属陶瓷的综合性能，尤其是能够同时改善其抗弯强度、硬度和断裂韧性的性能；
23、2、本发明所述技术方案优化了烧结工艺，通过精确的调节控制烧结温度在1440-1460℃之间，并控制烧结气氛为氮气且微正压的条件下，大大改善了金属陶瓷材料的强度和断裂韧性。
24、3、本发明所述技术方案制备形成的无钴金属陶瓷采用ti(c，n)作为陶瓷相、ni作金属粘结剂，相较于含钴金属陶瓷，其具有更高的硬度、耐磨性、红硬性，与金属之间的摩擦系数极低；其优良的耐酸碱盐腐蚀性能，高温抗氧化性能可使材料具有更高的使用寿命；另外，无钴金属陶瓷可以做到室温无磁，大大改善磁性材料的加工质量和加工效率。以上性能优势可使其广泛应用于切削用可转位刀片、金属陶瓷棒材、无磁工模具、电子元器件生产及激光加工中专用模具、密封环和耐磨件、电动工具专用刀具等领域。
1.一种ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于,主要包括下述步骤：按总物料质量百分比计量称取12-17％的ni作为粘结相，称取13-15％的mo、8-15％的wc、0.8-1.0％的cr2c3和0.8-1.0％的c作为添加相，称取余量ti(c0.5,n0.5)为硬质相进行球磨混料后，依次进行模压成型、真空脱蜡和高温烧结，其中高温烧结采用氮气气氛烧结且烧结温度为1440℃-1460℃。
2.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述硬质相ti(c0.5,n0.5)的颗粒尺寸为3.0-3.2μm。
3.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述粘结相ni的颗粒尺寸为2.0-2.5μm，且氧含量为0.2-0.5wt.％。
4.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述添加相中，mo的颗粒尺寸为2.5-3.0μm，且氧含量为0.08-0.12wt.％，自由碳含量为1.0-1.2wt.‰。
5.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述添加相中，wc的颗粒尺寸为0.7-0.8μm，且氧含量为0.5-0.6wt.％，化合碳含量为6.0-6.5wt.％，自由碳含量为0.05-0.08wt.％。
6.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述添加相中，cr2c3的颗粒尺寸为3.5-4.0μm，且氧含量为0.01-0.02wt.％，化合碳含量为10-13wt.％，自由碳含量为0.02-0.04wt.％。
7.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述添加相中，c的颗粒尺寸为5.0-5.5μm，且氧含量为0.03-0.06wt.％。
8.根据权利要求1所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述高温烧结包括固相烧结段和液相烧结段，且该两烧结段的气氛均为氮气气氛，其中液相烧结段氮气气氛的气压高于固相烧结段氮气气氛的气压。
9.根据权利要求8所述ti(c,n)基无钴金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述固相烧结段氮气气氛的气压为25-35mba，所述液相烧结段氮气气氛的气压高于固相烧结段氮气气氛的气压10-15mba。
10.一种ti(c,n)基无钴金属陶瓷，其特征在于：使用权利要求1至9中任一项所述制备方法制备所得。
