[發明專利]一種金屬陶瓷復合材料

在審

• 申請號: 202011209729.1
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112626402A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王忠平;郭光富
• 申請（專利權）人: 河源富馬硬質合金股份有限公司
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 何志芳

本發明提供了一種金屬陶瓷復合材料，其組分按質量百分比計，包括如下組分：硬質相：20～30％，所述硬質相為TiC、SiC、WC中的一種或多種；粘結相：21～36％，所述粘結相為Cu?Ni連續固溶體加Co；晶粒抑制相：0～3％，所述晶粒抑制相為ZrC、VC中的一種或兩種；其余為添加相，所述添加相為Mo、Mo2C、TaC、NbC、Cr、Cr3C2中的三種或三種以上；所述粘結相中Cu含量÷(Ni+Co)含量≤1/2，Co含量≤Ni含量；本發明使用Cu?Ni連續固溶體加Co代替Co作為粘接相，可在保證材料具有足夠的韌性和結構強度的情況下，使得單位重量的金屬陶瓷復合材料中Co的使用量大幅度減少；本發明中還包含晶粒抑制相，可抑制晶粒長大，進而有效保證了本發明的致密性和密度的均勻性。

技術領域

本發明涉及金屬陶瓷技術領域，具體為一種金屬陶瓷復合材料。

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。其兼有金屬和陶瓷的優點。碳化物基金屬陶瓷復合材料是金屬陶瓷復合材料中的一大類別，其是以碳化鈦、碳化硅、碳化鎢等為基體，與金屬鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等金屬復合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點，是制造切削刀具、耐高溫軸承、密封環及透平葉片的優選材料，具有廣泛用途。

現有的碳化物基金屬陶瓷復合材料一般以鈷作為粘合劑，含鈷量越高，金屬陶瓷復合材料的韌性和結構強度就越好。鈷在地殼中的平均含量為0.001％(質量)，自然界已知含鈷礦物近百種，但沒有單獨的鈷礦物，大多伴生于鎳、銅、鐵、鉛、鋅、銀、錳、等硫化物礦床中，且含鈷量較低。但是由于鈷的用途廣泛，消費量逐年增加。因此，對于碳化物基金屬陶瓷復合材料，在保證材料具有足夠的韌性和結構強度的情況下，使用更易得、更便宜的粘合劑來替代鈷是一個值得研究的課題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的不足而提供一種金屬陶瓷復合材料，在保證材料具有足夠的韌性和結構強度的情況下，可有效減小金屬鈷的使用量。

為解決現有技術中存在的技術問題，一種金屬陶瓷復合材料，其組分按質量百分比計，包括如下組分：

硬質相：20～30％，所述硬質相為TiC、SiC、WC中的一種或多種；

粘結相：21～36％，所述粘結相為Cu-Ni連續固溶體加Co；

晶粒抑制相：0～3％，所述晶粒抑制相為ZrC、VC中的一種或兩種；

其余為添加相，所述添加相為Mo、Mo2C、TaC、NbC、Cr、Cr3C2中的三種或三種以上。

進一步的，所述粘結相中Cu含量÷(Ni+Co)含量≤1/2，Co含量≤Ni 含量。

作為可選方式，金屬陶瓷復合材料組分按質量百分比計:30％ TiC,12％Ni,12％Cu,12％Co,3％ZrC或3％VC，10％Mo2C，10％TaC以及 11％Cr。

作為可選方式，金屬陶瓷復合材料組分按質量百分比計:30％ TiC,12％Ni,12％Cu,12％Co,3％ZrC或3％VC，10％Mo，10％NbC以及11％ Cr3C2。

作為可選方式，金屬陶瓷復合材料組分按質量百分比計:10％TiC,5％ SiC，5％WC11，11％Ni,5％Cu,5％Co,1％ZrC，1％VC，10％的Mo2C，10％ TaC，10％Cr，10％Mo，10％NbC以及7％Cr3C2。

進一步的，所述Cu含量÷(Ni+Co)含量＝1/10～1/3，包括Cu含量÷ (Ni+Co)含量＝1/10和Cu含量÷(Ni+Co)含量＝1/3。

進一步的，金屬陶瓷復合材料組分按質量百分比計；

硬質相：22～28％，所述硬質相為TiC、SiC、WC中的一種或多種；