[發(fā)明專利]一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010210847.8 | 申請日： | 2018-07-18 |
| 公開（公告）號： | CN111285677A | 公開（公告）日： | 2020-06-16 |
| 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人： | 中國兵器工業(yè)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229 | 代理人： | 李靖 |
| 地址： | 400039 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 致密 復(fù)合 制備 方法 | ||
一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法，采用等離子噴涂技術(shù)在石墨芯模表面噴涂總厚度為10mm的ZrO2?Mo交替涂層，得到噴涂復(fù)合構(gòu)件，再采用熱等靜壓工藝進行致密化處理，得到高致密復(fù)合構(gòu)件；進行精加工并采用機械加工去除石墨芯模，得到具有交替涂層的金相組織的ZrO2?Mo復(fù)合構(gòu)件；本發(fā)明制備方法有效減少了噴涂件中的孔洞、裂紋等缺陷，保證了ZrO2?Mo復(fù)合構(gòu)件優(yōu)異的綜合性能，同時還適用于形狀復(fù)雜的異形件。
本發(fā)明是專利申請?zhí)?01810794877.0、發(fā)明名稱為“陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件的制備方法”的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法。
背景技術(shù)
粉末冶金法制備的陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件致密度高、力學(xué)性能優(yōu)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(fù)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。
采用等離子噴涂工藝來制備陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)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(dǎo)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(yīng)力積累極易導(dǎo)致涂層過早開裂，因此難以獲得大厚度的噴涂陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法，以解決粉末冶金法及等離子噴涂法制備陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件所遇到的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)手段為：
本發(fā)明提供的一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法，包括如下步驟：
步驟A，根據(jù)所需制備的陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件的形狀及尺寸，設(shè)計并加工制作石墨芯模；所述石墨芯模的結(jié)構(gòu)包括主體模具以及設(shè)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(fù)合構(gòu)件。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(shè)置的結(jié)構(gòu)。所述陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)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(fù)合構(gòu)件的形狀為梯形等非對稱形狀。所述石墨芯模中的石墨為“三高”石墨，密度≥1.8g/cm3。
步驟B，采用等離子噴涂技術(shù)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(fù)合構(gòu)件；陶瓷/金屬交替涂層總厚度為0.5～15mm。所述陶瓷/金屬交替涂層中的陶瓷材料為ZrO2、TiO2、Al2O3等工程陶瓷中的一種或多種，金屬材料為Ni、Mo等金屬單質(zhì)中的一種或多種，或者，金屬材料為NiCrAlY、NiCoCrAlY等金屬化合物中的一種或多種。步驟B中，所述陶瓷/金屬交替涂層中，陶瓷層單層厚度為50～500μm，金屬層單層厚度為50～2000μm。
步驟C，采用熱等靜壓技術(shù)對步驟B得到的陶瓷-金屬復(fù)合構(gòu)件進行致密化處理，得到高致密復(fù)合構(gòu)件；熱等靜壓工藝的工藝條件：
采用燒結(jié)溫度為800～2000℃，加載壓力為80～200MPa，保壓時間為0.5～5h，壓力介質(zhì)為高純Ar氣。
步驟D，根據(jù)所需制備的構(gòu)件結(jié)構(gòu)及尺寸，對步驟C得到的高致密復(fù)合構(gòu)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(fù)合構(gòu)件。
最優(yōu)選地，一種高致密疊層復(fù)合件的制備方法，包括如下步驟：
步驟A，以“三高石墨”為原材，設(shè)計并采用機械加工制作出端部帶有夾持段的圓柱形石墨芯模；
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