[發(fā)明專(zhuān)利]一種金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710244379.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107175324B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈玉川;賈鵬飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 洛陽(yáng)鵬飛耐磨材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22D23/04
• 分類(lèi)號(hào): B22D23/04;C04B35/584;C04B35/626
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王學(xué)鵬

本發(fā)明提供了一種金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的制備方法，首先將復(fù)合陶瓷板原料進(jìn)行球磨然后制成復(fù)合陶瓷板坯體，其上下面間設(shè)有通孔且其中兩對(duì)立側(cè)面設(shè)有通道，燒結(jié)成復(fù)合陶瓷板；同時(shí)將兩種金屬粉末及其金屬混合粉末進(jìn)行球磨，復(fù)合陶瓷板上下面在球磨后的金屬混合粉形成金屬混合粉層上進(jìn)行機(jī)械摩擦，摩擦后的金屬混合粉以及球磨后的兩種金屬粉末分別熔為金屬混合液和兩種金屬液分別從通孔、通道注入放入摩擦后的復(fù)合陶瓷板的模具中，且注入后的金屬混合液位于兩種金屬液間，在一定溫度下保溫后冷卻脫模即制備完成；本發(fā)明通過(guò)金屬?gòu)?fù)合陶瓷板中金屬與陶瓷以及金屬與金屬的作用將金屬與復(fù)合陶瓷板成為一體，提高了其耐磨性和韌性，延長(zhǎng)了使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)正在不斷大力發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)也隨之蓬勃發(fā)展，對(duì)材料的性能要求也愈來(lái)愈高，現(xiàn)有的單一材料即使具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐腐蝕和高耐溫等特性，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)各大行業(yè)的使用要求。大多數(shù)耐磨件的磨損失效通常發(fā)生在耐磨工作面一定的厚度或某些特定的部位，不僅要求磨損工作面具有較高硬度，同時(shí)要求整個(gè)耐磨件具有較高的韌性，能夠抗沖擊，不斷裂。傳統(tǒng)金屬材料，如鉻系白口鑄鐵、奧氏體耐磨錳鋼等制造的耐磨件難以同時(shí)滿(mǎn)足上述要求；陶瓷材料具有硬度高耐高溫特性，但一般韌性較差，在使用過(guò)程中容易引起開(kāi)裂而失效，使得其使用壽命縮短，不僅影響生產(chǎn)效率，而且還提高了生產(chǎn)成本。如今采用各種方法制備一種既具有金屬材料的塑性、韌性和可加工性能，又具有陶瓷材料的高硬度和耐高溫性的金屬?gòu)?fù)合陶瓷材料。有人采用鑄滲法將高硬度的陶瓷顆粒局部復(fù)合在零件的工作表面，通過(guò)在氧化鋁顆粒中加入耐熱鋼顆粒的方法與負(fù)壓鑄滲技術(shù)，獲得氧化鋁顆粒／耐熱鋼基復(fù)合材料；也有人根據(jù)基體金屬和陶瓷的種類(lèi)將陶瓷顆粒中間鋪設(shè)金屬或非金屬絲網(wǎng)制備一種具有一種良好性能的金屬基陶瓷復(fù)合材料；還有采用將硬質(zhì)陶瓷顆粒填充入金屬殼體內(nèi)連同金屬殼體一起制成多孔狀硬質(zhì)陶瓷顆粒預(yù)制體，制備一種陶瓷材料具有良好的耐磨性和韌性。因此，需要通過(guò)將金屬材料和陶瓷材料進(jìn)行復(fù)合，制備一種具有良好的耐磨性和韌性、抗熱震性等性能的金屬?gòu)?fù)合陶瓷板。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題提供了一種金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的制備方法，通過(guò)在金屬?gòu)?fù)合陶瓷板中金屬與陶瓷以及金屬與金屬的作用將金屬與復(fù)合陶瓷板充分地結(jié)合起來(lái)成為一體，提高金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的耐磨性和韌性，延長(zhǎng)其使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種金屬?gòu)?fù)合陶瓷板的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：按重量份數(shù)取復(fù)合陶瓷板原料氮化硅65-90份、碳化硼0.1-1.5份、氧化鋁5-30份、碳纖維0.2-0.5份和氧化釔2-3份放入球磨機(jī)混合均勻，研磨時(shí)間為18-30h，然后進(jìn)行噴霧制粉，將干燥后的粉料采用擠壓成型或注射成型的方法制成復(fù)合陶瓷板坯體，所述的復(fù)合陶瓷板坯體的上下面間設(shè)有若干個(gè)通孔，其中兩對(duì)立側(cè)面設(shè)有多個(gè)通道，且通孔與通道交替排列，通孔與通道的接觸面上設(shè)置有若干個(gè)孔口；將復(fù)合陶瓷板坯體放在預(yù)先升溫至100-150℃的燒結(jié)窯內(nèi)，經(jīng)在1200-1300℃保溫6-12h后進(jìn)行降溫得到復(fù)合陶瓷板，備用；

步驟二：取兩種金屬粉末按其重量比為1:1-1:2放入球磨機(jī)內(nèi)研磨4-8小時(shí)，混合均勻過(guò)篩后得到金屬混合粉，備用；同時(shí)分別取與在金屬混合粉原料中相同重量的兩種金屬粉末，分別單獨(dú)放入球磨機(jī)內(nèi)研磨4-8小時(shí)，分別過(guò)篩后得到研磨后的兩種金屬粉末，備用；

步驟三：將步驟二中的金屬混合粉均勻地分布在具有石英底板的箱體內(nèi)，金屬混合粉在石英底板上形成金屬混合粉層，使用磨機(jī)將復(fù)合陶瓷板的上下面在金屬混合粉層上摩擦2-4h，取出復(fù)合陶瓷板，收集箱體內(nèi)的金屬混合粉，備用；

步驟四：將步驟二研磨后的兩種金屬粉末分別送入熔煉爐，分別熔煉為半固態(tài)或液態(tài)的兩種金屬液；將步驟三中收集箱體內(nèi)的金屬混合粉送入熔煉爐，熔煉溫度1450-1750℃，熔煉為金屬混合液；備用；