[發明專利]一種碳化硅金屬陶瓷復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610111138.8
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105755344A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 劉莉;王爽;邱晶;劉曉東;黃明明
• 申請（專利權）人: 蘇州萊特復合材料有限公司
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C22C1/05
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明屬于陶瓷材料領域，具體涉及一種碳化硅金屬陶瓷復合材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點，可用作結構材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。

為了使陶瓷不容易破碎，人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉，因此制成了金屬陶瓷。金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細粉制得，又稱彌散增強材料，主要有燒結鋁(鋁-氧化鋁)、燒結鈹(鈹-氧化鈹)、TD鎳(鎳-氧化釷)等。

現有技術中金屬陶瓷材料廣泛用于制造切削刀具、高溫軸承等特殊領域中，對其耐高溫和硬度等性能提出了更高的要求。

發明內容

為了克服以上現有技術的不足，本發明提供了一種碳化硅金屬陶瓷復合材料及其制備方法，制得的復合材料外觀無雜質、無起皮，硬度高，耐高溫性能好，可廣泛用于工業生產中。

本發明采用的技術方案是：一種碳化硅金屬陶瓷復合材料，由以下質量份的各組分組成：碳化硅70-90份、炭黑12-27份、硬脂酸鋅3-12份、聚乙烯醇7-16份、四甲基氫氧化銨4-19份、鉻絲6-18份、鎢絲9-22份、聚苯乙烯磺酸鈉1-8份、油酸酰胺2-8份。

優選的，一種碳化硅金屬陶瓷復合材料，由以下質量份的各組分組成：碳化硅74-88份、炭黑15-22份、硬脂酸鋅5-11份、聚乙烯醇9-13份、四甲基氫氧化銨6-13份、鉻絲7-17份、鎢絲8-20份、聚苯乙烯磺酸鈉4-7份、油酸酰胺4-7份。

更優選的，一種碳化硅金屬陶瓷復合材料，由以下質量份的各組分組成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸鋅9份、聚乙烯醇11份、四甲基氫氧化銨10份、鉻絲14份、鎢絲16份、聚苯乙烯磺酸鈉6份、油酸酰胺6份。

一種碳化硅金屬陶瓷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述質量份，將碳化硅、炭黑、硬脂酸鋅、聚乙烯醇、四甲基氫氧化銨、鉻絲、鎢絲、聚苯乙烯磺酸鈉和油酸酰胺粉碎后混合均勻，得到混合料；

(2)向步驟(1)所得混合料中加入總質量份2-6倍的蒸餾水，置于濕磨機中濕磨2-8h，真空干燥后篩分，壓制成型后得到半成品；

(3)將步驟(2)所得半成品燒結至2100-2300℃，保溫后取出，室溫冷卻后即得。

優選的，上述步驟(2)真空干燥中溫度為70-90℃。

優選的，上述步驟(2)篩分過程中采用80-120目篩網。

優選的，上述步驟(2)中壓制成型的時間為10-30min，壓強為120-150MPa。

有益效果：本發明制得的復合材料硬度Hv在1478-1570Kgf/mm²之間，外觀無雜質、無起皮，2000℃下12h后無變形，由于組分之間的協同作用，外觀無雜質、無起皮，硬度高，耐高溫性能好，同時制備工藝簡單，可廣泛用于工業生產中。

具體實施方式

實施例1

一種碳化硅金屬陶瓷復合材料，由以下質量份的各組分組成：碳化硅70份、炭黑12份、硬脂酸鋅3份、聚乙烯醇7份、四甲基氫氧化銨4份、鉻絲6份、鎢絲9份、聚苯乙烯磺酸鈉1份、油酸酰胺2份。

制備方法：

(1)按上述質量份，將碳化硅、炭黑、硬脂酸鋅、聚乙烯醇、四甲基氫氧化銨、鉻絲、鎢絲、聚苯乙烯磺酸鈉和油酸酰胺粉碎后混合均勻，得到混合料；

(2)向步驟(1)所得混合料中加入總質量份2倍的蒸餾水，置于濕磨機中濕磨2h，真空干燥后80目篩網篩分，壓制成型后得到半成品，其中真空干燥中溫度為70℃，壓制成型的時間為10min，壓強為120MPa；

(3)將步驟(2)所得半成品燒結至2100℃，保溫后取出，室溫冷卻后即得。

實施例2

一種碳化硅金屬陶瓷復合材料，由以下質量份的各組分組成：碳化硅90份、炭黑27份、硬脂酸鋅12份、聚乙烯醇16份、四甲基氫氧化銨19份、鉻絲18份、鎢絲22份、聚苯乙烯磺酸鈉8份、油酸酰胺8份。

制備方法：

(1)按上述質量份，將碳化硅、炭黑、硬脂酸鋅、聚乙烯醇、四甲基氫氧化銨、鉻絲、鎢絲、聚苯乙烯磺酸鈉和油酸酰胺粉碎后混合均勻，得到混合料；