[發明專利]一種金屬陶瓷復合材料的加工方法

無效

• 申請號: 200910251639.6
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102115841A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 施建東
• 申請（專利權）人: 常熟市東濤金屬復合材料有限公司
• 主分類號: C22C29/10
• 分類號: C22C29/10
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發明涉及一種含有Mo的金屬陶瓷復合材料的加工方法，改善了金屬Fe相對于TiC陶瓷相的濕潤性，而且界面粘接度得到了明顯提高。

背景技術

金屬陶瓷復合材料的加工方法是由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復合材料。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點、高硬度的氧化物或難熔化合物，金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等)及其合金。根據各組成相所占百分比不同，金屬陶瓷分為以陶瓷為基質和以金屬為基質兩類。陶瓷基金屬陶瓷主要有以下幾類：①氧化物基金屬陶瓷，以氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹等為基體，與金屬鎢、鉻或鈷復合而成，具有耐高溫、抗化學腐蝕、導熱性好、機械強度高等特點，可用作導彈噴管襯套、熔煉金屬的坩堝和金屬切削刀具。②碳化物基金屬陶瓷。以碳化鈦、碳化硅、碳化鎢等為基體，與金屬鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等金屬復合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點，用于制造切削刀具、高溫軸承、密封環、撿絲模套及透平葉片。③氮化物基金屬陶瓷。以氮化鈦、氮化硼、氮化硅和氮化鉭為基體，具有超硬性、抗熱振性和良好的高溫蠕變性，應用較少。

金屬陶瓷復合材料的加工方法兼有金屬和陶瓷的優點，它密度小、硬度高、耐磨、導熱性好，不會因為驟冷或驟熱而脆裂。金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導熱性和良好的熱穩定性，又具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性。因此，金屬陶瓷復合材料的加工方法可廣泛地應用于火箭、導彈、超音速飛機的外殼、燃燒室的火焰噴口等地方。

中國發明專利(CN1528709A)，名稱為“一種TiB2基金屬陶瓷復合材料的加工方法及其制備方法”，公開了一種金屬陶瓷復合材料的加工方法的加工方法，該金屬陶瓷復合材料的加工方法由TiB230～90wt％、Cu10～70wt％和Ni0～10wt％組成，有效地提高了復合材料的拉升強度與彎曲強度。但是，此種金屬陶瓷復合材料的加工方法的相與相之間的濕潤性和粘接度不高，韌性較差。

因此，如何設計出一種金屬陶瓷復合材料的制備方法，使金屬相與陶瓷相之間具有較高潤濕性和粘接度，是本發明所要進行解決的課題。

發明內容

針對上述需求，本發明提供了一種含有Mo的金屬陶瓷復合材料的加工方法，改善了金屬Fe相對于TiC陶瓷相的濕潤性，而且界面粘接度得到了明顯提高。

本發明提供了一種金屬陶瓷復合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：首先，將1-4摩爾FeTiO₃、0.5-2摩爾Al以及1-1.9摩爾C混合反應，使FeTiO₃還原成TiO₂，α-Fe；然后，TiO₂繼續進一步脫氧，直至在Ti-Al-O體系中，Ti，O比率達到平衡；再，還原劑碳與低價含鈦氧化物反應生成TiC硬質合金相，并逐漸形成接近化學計量比的TiCx，最后加入0.25-2摩爾金屬添加劑Mo，最終得到預期產物Al₂O₃-TiC/Fe。

本發明揭示的金屬陶瓷復合材料的加工方法，由于在金屬陶瓷復合材料的加工方法中添加Mo，使得相與相之間形成Mo包覆層，提高了相與相之間的結合度，同時也改善了相與相之間的潤濕性，有利于金屬陶瓷復合材料的加工方法的燒結。

附圖說明

圖1是本發明所述加工方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，并使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

采用原位鋁熱，碳熱還原法，以天然鈦鐵礦，鋁粉和石墨為主要原料，通過加入添加劑，控制有關工藝參數，實現合成與燒結一體化，低成本制備出了較高性能的TiC-Al₂O₃/Fe金屬陶瓷復合材料的加工方法。