[發明專利]一種金屬合金復合陶瓷板及其制備工藝

有效

• 申請號: 201710244739.0
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107140952B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 賈玉川;賈鵬飛
• 申請（專利權）人: 洛陽鵬飛耐磨材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/64;C04B37/02;B22D19/16;C22C1/05;C22C21/00;C22C23/00;C22C27/06;C22C29/12
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王學鵬

1.一種金屬合金復合陶瓷板，其特征在于，包括若干個金屬合金復合陶瓷板基體和包裹該金屬合金復合陶瓷板基體的陶瓷連接體Ⅱ；所述的金屬合金復合陶瓷板基體包括陶瓷連接體Ⅰ、陶瓷基體和金屬合金體，所述的陶瓷連接體Ⅰ位于陶瓷基體和金屬合金體之間，所述的金屬合金體是由鈦粉、鋁粉、鋯粉、鉻粉、鐵粉、鎂粉、稀土粉末中的至少兩種組成，其中，稀土粉末為氧化釔、氧化鑭和氧化鈰中的一種；所述的陶瓷基體包括陶瓷原料和有機結合劑，其中陶瓷原料包括氧化鋯顆粒、氧化鋁顆粒、碳化硅、二氧化硅、氧化釔和碳化鈦，各物料的重量份數是：氧化鋁顆粒50-65份、氧化鋯顆粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化釔0.01-0.05份和碳化鈦1.5-3份；所述的有機結合劑為環氧樹脂或聚氯乙烯，其重量為陶瓷原料總重量的2.5-8%，所述的陶瓷連接體Ⅰ和陶瓷連接體Ⅱ都是由陶瓷基體的陶瓷原料組份、鎳粉、以及金屬合金體的原料組份組成，且各組份所占的重量份數分別為75-90份、0.5-1份、9-24份；

該金屬合金復合陶瓷板的制備工藝，包括以下步驟：

步驟一：取陶瓷基體的陶瓷原料氧化鋁顆粒50-65份、氧化鋯顆粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化釔0.01-0.05份和碳化鈦1.5-3份，將它們放入球磨機內研磨10-16小時，混合均勻后制得陶瓷基體的陶瓷原料組份，備用；取鈦粉、鋁粉、鋯粉、鉻粉、鐵粉、鎂粉、稀土粉末中的至少兩種原料放入球磨機內研磨4-8小時，混合均勻后成為金屬合金體的原料組份，送入熔煉爐，熔煉溫度1560-1850℃，熔煉為半固態或液態的金屬合金液，備用；

步驟二：取步驟一中的陶瓷基體的陶瓷原料組份，按重量百分比加入2.5-8%的有機結合劑，放入球磨機內研磨12-18小時，制成漿料，然后裝入已準備好的模具中，擠壓成形，脫模后形成空心的圓柱形陶瓷基體的坯體；

步驟三，將陶瓷基體的坯體送入干燥室，自然風干或烘干后送入燒結窯進行燒結，經在燒結溫度為1250-1400℃保溫2-3小時，然后進行降溫取出即得空心的圓柱形陶瓷基體；

步驟四：取陶瓷基體的陶瓷原料氧化鋁顆粒50-65份、氧化鋯顆粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化釔0.01-0.05份和碳化鈦1.5-3份，將它們放入球磨機內研磨10-16小時，混合均勻后過目篩選后制得陶瓷基體的陶瓷原料組份，按重量份數取其75-90份，加入0.5-1份鎳粉，然后放入球磨機內研磨8-14小時，然后再加入過目篩選后的9-24份金屬合金體的原料組份混合均勻后，得到陶瓷連接體原料，平均分成兩份，其中一份陶瓷連接體原料裝入準備好的模具中，擠壓成形，脫模后形成圓筒形的陶瓷連接體Ⅰ坯體，送入燒結窯進行燒結，經在燒結溫度為1150-1250℃保溫2-3小時，制得圓筒形的陶瓷連接體Ⅰ，其外徑小于陶瓷基體的內徑，高度與陶瓷基體的高度相同；取另一份陶瓷連接體原料送入熔煉爐，熔煉為半固態或液態的陶瓷連接體溶液，備用；

步驟五：將步驟三制備的陶瓷基體套在步驟四制備的陶瓷連接體Ⅰ上然后放入模具中，在溫度600-750℃的條件下預加熱30-60min；再將步驟四熔煉好的陶瓷連接體溶液注入陶瓷基體和陶瓷連接體Ⅰ的間隙內，注滿后，在溫度800-1000℃的條件下保溫1.5-3h后冷卻脫模，得到復合陶瓷板體；

步驟六：將步驟五中的復合陶瓷板體放入模具中，在溫度600-750℃的條件下預加熱30-60min；向其陶瓷連接體Ⅰ圓筒內注入步驟一中制備好的金屬合金液，注滿后，在溫度800-1000℃的條件下保溫1.5-3h后冷卻脫模，得到金屬合金復合陶瓷板基體，其中在復合陶瓷板中陶瓷連接體Ⅰ圓筒內形成金屬合金體；

步驟七：將步驟六中的若干個金屬合金復合陶瓷板基體放入模具內，在溫度600-750℃的條件下預加熱30-60min；再將步驟四熔煉好的陶瓷連接體溶液注入模具內，注滿后，在溫度800-1000℃的條件下保溫1.5-3h后冷卻、脫模后該步驟注入陶瓷連接體溶液成為陶瓷連接體Ⅱ，同時金屬合金復合陶瓷板制備完成。

2.如權利要求1所述的一種金屬合金復合陶瓷板，其特征在于，所述的鈦粉純度≥99.5%，細度為150-350目；鋁粉純度≥99.9%，細度為40-160目；鋯粉純度≥99.9%，細度為40-160目；鐵粉和鎂粉的純度都≥99.0%，鉻粉純度≥99.5%，細度為80-200目。