[發明專利]陶瓷-金屬復合構件的制備方法

有效

• 申請號: 201810794877.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108727018B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 李忠盛;吳護林;何慶兵;宋凱強;易同斌;陳漢賓;趙子鵬
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/46;C04B35/10;C04B35/622;C23C4/134;C23C4/18
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

本發明提供陶瓷－金屬復合構件的制備方法，涉及材料制造技術領域。陶瓷－金屬復合構件的制備方法，包括步驟A，根據所需制備的陶瓷－金屬復合構件的形狀及尺寸，設計并加工制作石墨芯模；步驟B，采用等離子噴涂技術在步驟A得到的石墨芯模表面噴涂陶瓷/金屬交替涂層，得到陶瓷－金屬復合構件；步驟C，采用熱等靜壓技術對步驟B得到的陶瓷－金屬復合構件進行致密化處理，得到高致密復合構件；步驟D，根據所需制備的構件結構及尺寸，對步驟C得到的高致密復合構件進行精加工并采用機械加工去除石墨芯模，得到需要的陶瓷－金屬復合構件。采用本技術方案，不僅節約資源、適用于形狀復雜的異形件，而且還能保證陶瓷－金屬復合件優異的綜合性能。

技術領域

本發明涉及材料制造技術領域，尤其是涉及一種陶瓷-金屬復合構件的制備方法。

背景技術

陶瓷-金屬復合材料具有陶瓷的耐高溫、耐磨損和耐腐蝕等特性，又具有金屬的韌性、高熱導性和良好的熱穩定性，因此被廣泛應用在機械、醫療、電子、兵器裝備、航空航天等領域。陶瓷-金屬復合材料熔點較高，其相關構件通常采用粉末冶金法來制備，主要包括陶瓷-金屬復合粉末的配制、壓制成型、燒結致密化、機械加工等工序；粉末冶金法制備的陶瓷-金屬復合構件致密度高、力學性能優異，適用于一些形狀簡單的體積零件；但是，該方法在制備一些薄壁零件時，需要加工切削掉芯部大量材料，不僅加工非常困難，同時也造成了極大的資源浪費。此外，該方法在制備一些形狀復雜的異形件時，不管是在壓制成型還是在機械加工工序中，都難以實施。

近些年，國內外一些研究者探索采用等離子噴涂工藝來制備陶瓷-金屬復合構件，雖然取得了一些初步成效，但都面臨如下兩方面共性問題：(1)等離子噴涂件中存在較多孔隙、裂紋等缺陷，導致成型件的綜合性能較差；(2)等離子噴涂過程中隨著沉積層的厚度增大，所引入的應力積累極易導致涂層過早開裂，因此難以獲得大厚度的噴涂陶瓷-金屬復合構件。

為此，迫切需要一種新型制造陶瓷-金屬復合構件的方法，以解決上述問題。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種陶瓷-金屬復合構件的制備方法，以解決粉末冶金法及等離子噴涂法制備陶瓷-金屬復合構件所遇到的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術手段為：

本發明提供的一種陶瓷-金屬復合構件的制備方法，包括如下步驟：

步驟A，根據所需制備的陶瓷-金屬復合構件的形狀及尺寸，設計并加工制作石墨芯模；

步驟B，采用等離子噴涂技術在步驟A得到的石墨芯模表面噴涂陶瓷/金屬交替涂層，得到陶瓷-金屬復合構件；

步驟C，采用熱等靜壓技術對步驟B得到的陶瓷-金屬復合構件進行致密化處理，得到高致密復合構件；

步驟D，根據所需制備的構件結構及尺寸，對步驟C得到的高致密復合構件進行精加工并采用機械加工去除石墨芯模，得到所需要的陶瓷-金屬復合構件。

在上述技術方案中，進一步地，步驟A中，所述石墨芯模的結構包括主體模具以及設置在所述主體模具端部的夾持段，所述主體模具外廓用于制備陶瓷-金屬復合構件。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述石墨芯模中的夾持段為伸出所述主體模具端部并與所述主體模具同軸設置的結構。

在上述任一技術方案中，進一步地，步驟B中，陶瓷/金屬交替涂層總厚度為0.5～15mm。

在上述任一技術方案中，進一步地，步驟A中，所述陶瓷-金屬復合構件的形狀為圓柱形、錐形或拉瓦爾形等對稱形狀，或者，所述陶瓷-金屬復合構件的形狀為梯形等非對稱形狀。