[發明專利]一種雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410249047.1
• 申請日: 2014-06-08
• 公開（公告）號: CN104004953A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 陳志國;魏祥
• 申請（專利權）人: 湖南人文科技學院
• 主分類號: C22C29/14
• 分類號: C22C29/14;C22C1/05;C22C1/10;B22F9/04
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

1.一種雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：硼化物金屬陶瓷雙硬質相分別是指Fe₂B相和Mo₂FeB₂相，兩種硬質相占硼化物基金屬陶瓷重量的75～97%，其中?Fe₂B相占硼化物基金屬陶瓷重量的25～83%，還包含重量分數為0.094～2.74%的Al₂O₃，余量為鐵基粘結相及不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：所述硼化物基金屬陶瓷中各元素的化學成分按重量百分比為：6.5～8.2%B，9～53%Mo，0.05～1.45%Al，0.044～1.29%O，余量為Fe和不可避免的雜質元素。

3.根據權利要求1或2所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：Mo與B的原子比為：（0.15～0.72）：1。

4.根據要求2所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：所述硼化物基金屬陶瓷中各元素的化學成分按重量百分比為：7.6～8.2%B，20～53%Mo，0.05～1.0%Al，0.044～0.89%O，余量為Fe和不可避免的雜質元素。

5.根據權利要求1或2所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：所含的氧元素存在于Al₂O₃中。

6.根據權利要求5所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷，其特征是：硼化物基金屬陶瓷中的Al₂O₃是納米級的。

7.一種制備如權利要求1所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的方法，其特征是采用粉末冶金方法制備，具體工藝步驟如下：

配料：以FeB粉，Mo粉，Fe粉，鋁粉和石墨為原料，配制符合下述要求的混合料，化學成分按重量百分比為：6.5～8.2%B，9～53%Mo，0.05～1.45%Al，0.1～0.9%C，余量為Fe和不可避免的雜質元素，其中Mo原子與B原子的原子比為（0.15～0.72）：1；

加成型劑：用硬脂酸鋅作為成型劑，加入量是步驟（1）已配混合料重量的0.5～1.5%；?

混料：將已加入成型劑的混合料置入球磨機中球磨，球磨機的轉速為260～350r/min，球磨時間為15～22h；

取料：球磨結束后，待球磨罐完全冷卻后再打開球磨罐進行取料操作；

成型：將球磨好的混合料裝入模具中進行機械模壓成坯料，所用的壓力是80～120MPa；

真空燒結：將壓制好的坯料裝入真空燒結爐中進行真空燒結，真空度高于1×10^-1MPa，燒結溫度為1200～1310℃，保溫時間為0～60min。

8.根據權利要求7所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的制備方法，其特征是：所述Al₂O₃生成于高能球磨過程或高能球磨過程與真空燒結過程。

9.根據權利要求7所述雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的制備方法，其特征是：所述生成的Al₂O₃中的氧元素來源于球磨罐中的氧氣或其它初始原料中所含的氧元素。

10.根據權利要求7所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的制備方法，其特征是：球磨機上的球磨罐采用高密封性的球磨罐。

11.根據權利要求10所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的制備方法，其特征是：球磨工藝采用的是負壓干混式的高能球磨工藝。

12.根據權利要求11所述的雙硬質相復合強化的硼化物基金屬陶瓷的制備方法，其特征是：球磨罐中的負壓來源于原料中所加鋁粉與球磨罐中氧氣反應后形成的負壓。