[發明專利]一種含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610975297.2
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106636832B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 楊梅;祈凱鋒;馮再
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C22C29/04
• 分類號: C22C29/04;C22C1/05;C22C1/10;B22F3/02;B22F3/10
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1.一種含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷材料的制備方法，其特征在于依次包含以下步驟：

（1）Ni(OH)2包覆Al的復合粘結相制備：先將C16H33(CH3)3NBr，正己醇，正己烷加入到去離子水中，按重量百分含量C16H33(CH3)3NBr占14%～29%，正己醇占5%～13%，正己烷占6%～14%，其余為去離子水，用磁力攪拌器在60～90℃下攪拌3～10h, 然后放置10～24h，配制形成微乳液；以配制的微乳液為溶劑，加入粒度為100~300nm的Al粉，Al的摩爾濃度為0.1~1.5mol/L,超聲處理0.5~2h形成Al粉懸濁液；以配制的微乳液為溶劑，加入NiCl2，NiCl2的摩爾濃度為0.1~1mol/L，加入氨水調節溶液pH值到8～9，用磁力攪拌器在60～90℃下攪拌3～12h,然后放置10～24h形成Ni(OH)2溶膠，用于包覆Al和(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)，其中x=0~0.5；最后將Ni(OH)2溶膠滴加到中Al粉懸濁液中，Al與Ni(OH)2溶膠的摩爾比為1:5~1:3，用磁力攪拌器在60～90℃下攪拌3～12h, 得到Ni(OH)2包覆Al的復合粘結相；

（2）Ni(OH)2包覆(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的復合硬質相制備：將粒度為0.9~1.5μm的(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)加入乙醇中，(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)與乙醇的質量比為1:4~1:3，球磨48~72h后再添加0.5~1wt%的吐溫80并超聲處理0.5~2h，制成(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)料漿；然后將Ni(OH)2溶膠滴加到(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)料漿中，(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)與Ni(OH)2溶膠的摩爾比為5:1~10:1，用磁力攪拌器在60～90℃下攪拌3～12h,得到Ni(OH)2包覆(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的復合硬質相；

（3）金屬陶瓷混合粉末制備與金屬陶瓷生坯制備：將Ni(OH)2包覆Al的復合粘結相與Ni(OH)2包覆(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的復合硬質相混合，并按復合粘結相中的Ni(OH)2與復合硬質相中的(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的摩爾比為1:2~1:4進行混合，然后球磨12~36h，經400目篩網過濾后在100~150℃干燥1~3h，金屬陶瓷混合粉末經過100目過篩，按金屬陶瓷混合粉末重量的5~10wt%摻入丁鈉橡膠成型劑，經過80目過篩后在200~400MPa壓力下壓制成型得到金屬陶瓷生坯；

（4）兩階段氣氛燒結形成含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷材料：金屬陶瓷生坯先以Ar/H2為燒結氣氛在550~650℃燒結2~4h，使包覆層中的Ni(OH)2轉化為Ni；然后在1400~1600℃真空燒結1~3h使Ni與Al發生反應而原位形成Ni3Al含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷。

2.根據權利要求1所述的含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷材料的制備方法，其進一步的特征在于：

（1）C16H33(CH3)3NBr，正己醇，正己烷、NiCl2、吐溫80、乙醇和氨水均為分析純；

（2）制備Ni(OH)2包覆Al的復合粘結相與Ni(OH)2包覆(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的復合硬質相過程中，磁力攪拌的速度為20～60r/min；

（3）金屬陶瓷混合粉末制備與金屬陶瓷生坯制備中球磨時采用Φ6mm的WC-6wt%Co硬質合金球,硬質合金球的重量為(Ti0.5,Mox,W0.5-x)(C,N)的3~5倍；

（4）兩階段氣氛燒結形成含金屬間化合物粘結相的金屬陶瓷材料時的升溫速度為5～15℃/min，反應結束后的降溫速度為5～15℃/min，所用的Ar/H2中H2含量為5vol%，壓力為0.5MPa，真空燒結時真空度為0.5~5Pa。