[發明專利]一種松裝陶瓷預制體的高通量制備方法

有效

• 申請號: 202011453379.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112695320B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 鄭巧玲;趙子龍;李燁飛;張創舉;牛瑞霞
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C23C28/02
• 分類號: C23C28/02;C23C24/08;C23C18/36;B22F3/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種松裝陶瓷預制體的高通量制備方法，將高純鈦粉與無機鹽混合后加入ZTA陶瓷顆粒，經保溫退火處理得到表面鍍有鈦層的ZTA顆粒；將鍍有鈦層的ZTA顆粒浸入浸蝕液中進行酸洗；然后放入浸鎳液中加熱并保溫處理；再放入化學鍍液中進行磁力攪拌，制得預鍍覆Ti?Ni層的ZTA顆粒，最后將預鍍覆Ti?Ni層的ZTA顆粒與Ni?Ti合金粉混合后經真空燒結制得蜂窩狀結構的松裝陶瓷預制體。本發明使用鹽浴鍍鈦，化學鍍鎳，避免了電鍍污染環境，高通量的技術使得生產效率極大的得到了提升，雙鍍層結構提升了顆粒與基體的結合。

技術領域

本發明屬于耐磨材料制備技術領域，具體涉及一種松裝陶瓷預制體的高通量制備方法。

背景技術

傳統表層復合材料其復合層是呈整層分布在部件表層，這種表面局部復合材料在服役過程中仍存在不足：復合層若含有大量陶瓷顆粒，硬度極高，可顯著提高復合材料的耐磨性，但其脆性同時也較大，陶瓷顆粒含量愈高其脆性愈大，在服役過程中可能提前斷裂或剝落，嚴重影響該類復合材料的推廣應用；復合層與基體金屬宏觀結合，由于熔滲過程中液態金屬的收縮、以及增強相與基體金屬材料物理性能的不匹配，將產生較大的應力，在高沖擊載荷下很容易造成復合層沿結合面的剝落，而不能發揮復合層的高耐磨作用。

ZTA顆粒增強鋼鐵基復合材料由于顆粒增強表層復合材料仍然存在制造成本高，工藝復雜，不好控制，表層脆性大，復合層與基體結合能力有限，目前應用范圍還受到很大限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種松裝陶瓷預制體的高通量制備方法，制備具有蜂窩狀結構表層復合材料。

本發明采用以下技術方案：

一種松裝陶瓷預制體的高通量制備方法，將高純鈦粉與無機鹽混合后加入ZTA陶瓷顆粒，經保溫退火處理得到表面鍍有鈦層的ZTA顆粒；將鍍有鈦層的ZTA顆粒浸入浸蝕液中進行酸洗；然后放入浸鎳液中加熱并保溫處理；再放入化學鍍液中進行磁力攪拌，制得預鍍覆Ti-Ni層的ZTA顆粒，最后將預鍍覆Ti-Ni層的ZTA顆粒與Ni-Ti合金粉混合后經真空燒結制得蜂窩狀結構的松裝陶瓷預制體。

具體的，將鈦與無機鹽按1：(6～7.5)的質量比混合，加入的ZTA顆粒占鈦與無機鹽混合物質質量分數的80％。

具體的，保溫退火處理具體為：

在850～900℃，經45～135min保溫后得到表面鍍有鈦層的ZTA顆粒。

具體的，鈦層的厚度為4～13μm。

具體的，浸蝕液采用濃度37％的鹽酸和去離子水混合制得，鹽酸和去離子水的體積比1:1，在65～75℃酸洗并保溫5～10min。

具體的，浸鎳液的pH值為5.0～5.5，包括乙二醇，氟化氫銨，氯化鎳，硼酸，冰乙酸和乳酸，乙二醇：氟化氫銨：氯化鎳：硼酸：冰乙酸：乳酸的物質的用量比為680～720ml：32～38g：18～22g：45～55g：170～190ml：18～22ml。

具體的，浸鎳液的加熱溫度為50～55℃，保溫時間為30～35min。

具體的，調整化學鍍液的pH值為11～13，控制加熱溫度為35～40℃，鍍覆2～6h，在ZTA顆粒的表面得到厚度為12～35μm的鎳層。

具體的，化學鍍液包括硫酸鎳，次亞磷酸鈉，檸檬酸鈉，氯化銨，氫氧化鈉和去離子水，硫酸鎳：次亞磷酸鈉：檸檬酸鈉：氯化銨：去離子水的物質的用量比為18～22g：13～17g：6～8g：15～17g：11～13g：余量，溶液體積為1L。

具體的，真空燒結具體為：

自室溫以8～10℃/min的升溫速度加熱至1400～1420℃，然后以4～5℃/min的升溫速度加熱至1445～1455℃，燒結2～2.5h后隨爐冷卻。