[發明專利]金屬陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202010196203.8
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111349837A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 何學敏;周經中;寧淼福;楊武志;孫闊騰;黃松強;蔡瑋辰
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司柳州局
• 主分類號: C22C29/14
• 分類號: C22C29/14;C22C1/05
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 鄭裕涵

本發明揭示了一種金屬陶瓷，其包括鉬、鎳、硼和碳化鉻，鉬、鎳、硼和碳化鉻的質量分數比為0.67?0.72∶0.18?0.21∶0.04?0.06∶0.08?0.02；本發明還揭示了一種金屬陶瓷制備方法，其包括以鉬粉、鎳粉、硼粉和碳化鉻粉為金屬粉末料；將磨球、金屬粉末料以及乙醇混合后，以濕磨法進行球磨，獲得濕磨粉體；將濕磨粉體干燥后進行模壓成型，獲得胚體；將胚體進行無壓燒結，冷卻后獲得金屬陶瓷。本申請的金屬陶瓷具有原料成本低，綜合性能優異的特點，作為超高壓輸變電線路金具、鐵塔修復用材料時，能對金具、鐵塔進行表面修復，以提高其耐腐蝕性能和使用壽命。

技術領域

本發明涉及復相陶瓷材料技術領域，具體地，涉及一種金屬陶瓷及其制備方法。

背景技術

金屬陶瓷是由陶瓷硬質相與金屬或合金粘結相組成的復合材料。金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導熱性和良好的熱穩定性，又具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性。上述特性使得金屬陶瓷廣泛應用于火箭、導彈、超音速飛機的外殼、燃燒室的火焰噴口等地方。隨著金屬陶瓷作為涂層的耐腐蝕特性、抗彎特性和硬度特性的凸顯，也使得其在超高壓變電線路上的應用也越發廣泛。例如，三元硼化物Mo₂NiB₂基金屬陶瓷具有極高的耐腐蝕性、抗彎特性和硬度特性，其常常作為超高壓輸變電線路金具、鐵塔修復用材料，對金具、鐵塔進行表面修復，以提高其耐腐蝕性能和使用壽命。

在現有技術中，雖然已經存在采用碳化物增強Mo₂NiB₂金屬陶瓷的方法，但該方法一般會采用石墨粉作為原料，并采用干磨法先將Mo粉和石墨粉進行球磨，然后再加入B粉和Ni粉混合，模壓成型后，再燒結為金屬陶瓷。上述方法的成本較高，且干磨時粉末顆粒由于不斷的摩擦碰撞而減小，其比表面能逐漸增加，這就會導致顆粒因具有很高的表面能而具有非常高的活性，為了降低顆粒的總體能量，顆粒之間就很容易團在一起，進而影響到最后生成的金屬陶瓷的性能。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種金屬陶瓷及其制備方法。

本發明公開的一種金屬陶瓷包括鉬、鎳、硼和碳化鉻；其中，鉬、鎳、硼和碳化鉻的質量分數比為0.67-0.72:0.18-0.21:0.04-0.06:0.08-0.02。

一種金屬陶瓷制備方法包括以下步驟：

以鉬粉、鎳粉、硼粉和碳化鉻粉為原料，獲得金屬粉末料；其中，鉬粉、鎳粉、硼粉和碳化鉻粉的質量分數比為0.67-0.72:0.18-0.21:0.04-0.06:0.08-0.02；

將磨球、金屬粉末料以及乙醇混合后，以濕磨法進行球磨，獲得濕磨粉體；

將濕磨粉體干燥后進行模壓成型，獲得胚體；

將胚體進行無壓燒結，冷卻后獲得金屬陶瓷。

根據本發明一實施方式，鉬粉、鎳粉、硼粉和碳化鉻粉的純度均大于或等于99％。

根據本發明一實施方式，鉬粉、鎳粉、硼粉和碳化鉻粉的粉末粒度均小于或等于300μm。

根據本發明一實施方式，磨球、金屬粉末料以及乙醇的質量比為4:2:1。

根據本發明一實施方式，球磨時間為18-24小時。

根據本發明一實施方式，濕磨粉體干燥時間為6-8小時。

根據本發明一實施方式，通過分級升溫和每級保溫的方式對胚體進行無壓燒結。

根據本發明一實施方式，分級升溫的分級溫度包括450℃、650℃、850℃、1000℃、1150℃和1200℃；每級保溫的保溫時間為20分、20分、20分、30分、30分和20分。

根據本發明一實施方式，分級升溫的升溫速率為5-10℃/min。