[實(shí)用新型]一種金屬/陶瓷三層復(fù)合材料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920307425.1
• 申請(qǐng)日: 2009-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201471804U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾廣勝;劉躍軍;江太君;石璞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李新橋
• 主分類號(hào): B32B15/04
• 分類號(hào): B32B15/04;B32B18/00;B22F7/04;C22C1/05;C04B35/632;C04B35/64;F16J10/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種金屬/陶瓷復(fù)合材料，尤其是涉及一種金屬/陶瓷三層復(fù)合材料。

背景技術(shù)

材料的耐磨性與韌性等多項(xiàng)性能的統(tǒng)一是現(xiàn)代材料研究的熱點(diǎn)之一。

陶瓷是一種集耐磨、耐高溫、高硬度和抗腐蝕等多種優(yōu)良性能于一體的高性能材料，但是在常溫下，韌性差，且成型困難；金屬雖然具有可塑性和韌性，但耐磨、耐高溫、抗腐蝕性能較差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有材料存在的上述缺陷，提供一種耐磨、耐高溫、耐腐蝕并具有可塑性和韌性的金屬/陶瓷三層復(fù)合材料。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型之金屬/陶瓷三層復(fù)合材料，其由金屬層，陶瓷層，金屬/陶瓷過(guò)渡層構(gòu)成，金屬/陶瓷過(guò)渡層位于金屬層和陶瓷層之間。

所述金屬/陶瓷過(guò)渡層厚度宜占材料總厚度的50-75％。

所述金屬層厚度與陶瓷層厚度宜相等。

所述金屬層由基體金屬粉末加入添加劑石蠟、甲醛、大豆油混合均勻燒結(jié)而成，所述添加劑各組分重量配比為：石蠟47-55％，甲醛43-52％，大豆油1.5-4.5％；陶瓷層由基體陶瓷粉末加入添加劑石蠟、高密度聚乙烯、硬脂酸混合物燒結(jié)而成，所述添加劑各組分重量配比為：石蠟27-46％，高密度聚乙烯35-45％，硬脂酸15-30％；金屬/陶瓷過(guò)渡層由基體金屬粉末與基體陶瓷粉末及添加劑的混合物燒結(jié)而成，且金屬粉末種類與金屬層的基體金屬粉末相同，陶瓷粉末與陶瓷層的基體陶瓷粉末種類相同，金屬粉末占全部粉料質(zhì)量的8％-12％，添加劑組分及重量配比為；高密度聚乙烯30-45％，硬脂酸6-11％，石蠟25-35％，聚乙烯蠟8-15％，聚丙烯8-15％；所述各種粉料與添加劑的重量配比為：粉料65-75％，添加劑25-35％。

所述金屬粉末可為鐵鋅合金粉末、鋁鋅合金粉末或鈦鎳合金粉末；

所述陶瓷粉末可為Si₃N₄陶瓷粉末、SiC陶瓷粉末、Al₂O₃陶瓷粉末、AlN陶瓷粉末或TiB₂陶瓷粉末。

本實(shí)用新型金屬/陶瓷三層復(fù)合材料的制備工藝為：

1)將三種不同粉末原料分別進(jìn)行研磨細(xì)化處理，粒徑控制在0.8μm-1.2μm范圍內(nèi)，并與相應(yīng)添加劑混合均勻；

2)將三種不同混合料分別在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，粒徑最終控制在3mm-5mm；

3)將所述三種不同混合料通過(guò)分層注射成型工藝制成坯體；

4)將坯體在280-320℃，兩個(gè)大氣壓的氮?dú)夥諊旅撝?6-55小時(shí)，再在1500-1600℃、200-260Mpa下燒結(jié)50-70分鐘形成致密工件。

在燒結(jié)過(guò)程中陶瓷和金屬粉體會(huì)發(fā)生原位反應(yīng)形成陶瓷與金屬?gòu)?fù)合體，粉體中加入的各種添加劑有助于陶瓷和金屬界面處的結(jié)合。金屬/陶瓷過(guò)渡層的理化性質(zhì)介于金屬層與陶瓷層之間，一方面緩和了兩種不同材料不同性能之間的沖突，另一方面通過(guò)物理滲透和化學(xué)反應(yīng)的方式使金屬層與陶瓷層可以很好的結(jié)合在一起，促進(jìn)兩種不同材料之間力與熱的傳遞，有效提高材料的復(fù)合性能。陶瓷的模量遠(yuǎn)大于金屬，金屬的韌性優(yōu)于陶瓷，陶瓷/金屬過(guò)渡層中既含有金屬成分又含有陶瓷成分，減弱了金屬層與陶瓷層結(jié)構(gòu)上的突變，削弱了陶瓷/金屬過(guò)渡層的總體模量與金屬層、陶瓷層之間的差距，減小了金屬層、陶瓷層結(jié)構(gòu)在外力作用下產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，提高材料的抗振動(dòng)性能。

本實(shí)用新型金屬/陶瓷三層復(fù)合材料耐磨性能好，耐高溫，耐腐蝕，裝配有用其制造的缸筒的液壓缸工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用低，拓展了應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為使用金屬/陶瓷三層復(fù)合材料的液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

參照?qǐng)D1，本實(shí)施例由鐵鋅合金層1、Si₃N₄陶瓷層3、鐵鋅合金/Si₃N₄陶瓷過(guò)渡層2構(gòu)成，鐵鋅合金層1厚3毫米，Si₃N陶瓷層3厚3毫米，鐵鋅合金/Si₃N₄陶瓷過(guò)渡層2厚8毫米。