[發明專利]一種具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的Mo2

有效

• 申請號: 202010884529.X
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111979464B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 鄭勇;吳昊;張家杰;韓子珅;章國濤;柯崢;徐翔宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C22C29/14
• 分類號: C22C29/14;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;楊文晰

本發明公開了一種具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷及其制備方法，該金屬陶瓷包括兩種不同尺度和形態的硬質相顆粒和Fe基粘接相，兩種硬質相顆粒分別為細近等軸狀顆粒和粗板狀顆粒，細近等軸狀顆粒具有芯環結構，其核心為Mo₂FeB₂，環形相為Mo₂(Fe,Cr,W)B₂，粗板狀顆粒為Fe3(W,Mo)3C固溶體；該金屬陶瓷制備方法如下：首先以Mo粉、FeB粉、Fe粉為原料配制混合粉料，經預燒結得到中間反應產物；再以所得中間反應產物粉末、Fe粉、WC粉、Cr粉、Ni粉和石墨粉為原料配制成金屬陶瓷混合料，經球磨、成型、真空燒結，得到所述具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷，具有較高的綜合力學性能。

技術領域

本發明涉及一種具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷及其制備方法，屬于粉末冶金技術領域。

背景技術

Mo₂FeB₂基金屬陶瓷具有密度低、導電性好、紅硬性高、耐磨性好、化學穩定性高、與鋼相近的熱膨脹系數等優點，在刀具、模具、耐磨涂層等領域擁有廣闊的應用前景。然而，目前所制備的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷在擁有高強韌性的同時并不能保持相對較高的硬度，使其從理論上來說并沒有發揮硼化物基金屬陶瓷所具有的高硬度。

為了制備出綜合力學性能較好的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷，一些研究者通過引入 SiC_W晶須在一定程度上實現了金屬陶瓷的增強增韌，但是硬度不升反降，且金屬陶瓷的致密度明顯降低。此外，SiC_W晶須不僅價格昂貴，還難以在混合料中分布均勻，在批量生產時，無法保證產品質量的一致性。另外，也有研究者研發具有長條狀的粗晶粒Mo₂FeB₂基金屬陶瓷，可以使材料的硬度和韌性得到一定程度的提高，但是又會明顯降低金屬陶瓷的強度。反之，制備出近等軸狀的細晶粒金屬陶瓷，使材料的強度和硬度可以得到一定程度的提高，但是又會明顯降低金屬陶瓷的韌性。

申請人早期專利“一種高強韌性Mo2FeB2基金屬陶瓷及其制備方法”(公開號：CN110218928A)，由該方法所制備的金屬陶瓷，其強度和韌性得到顯著提高，但硬度仍然偏低(89HRA)，該專利首先制備了呈近等軸狀的以Mo₂FeB₂硬質相為主的中間反應產物，然后將其與其它原料一起配置了混合料，在燒結過程中，通過溶解-析出機制形成具有芯-環結構的硬質相顆粒，改善了陶瓷相和金屬粘結相之間的界面結合，增強了相界面的結合強度，從而使材料具有較好的強韌性。但該方法制備的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷中硬質相顆粒的尺寸和形態都是單一的，因而使得材料在保持高強韌性的同時，不可能具有較高的硬度。

因此如果制備出一種具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的Mo₂FeB₂基金屬陶瓷，使其兼具兩種不同尺度和形態的金屬陶瓷的性能優勢，使材料在保持高強韌性的同時可以獲得較高的硬度，已成為本領域亟待解決的技術難題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明目的是提供一種具有雙尺度雙形態硬質相晶粒的 Mo₂FeB₂基金屬陶瓷及其制備方法，解決了現有Mo₂FeB₂基金屬陶瓷綜合力學性能不高的問題。

具體而言，本申請是通過如下技術方案實現的：