[發明專利]耐鋁液腐蝕的金屬陶瓷復合材料、粉末及其涂層、沉沒輥

在審

• 申請號: 202011563871.6
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112760545A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 尹冰冰;任可柱;尹付成;謝小龍;易華清;高志棟
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C29/14
• 分類號: C22C29/14;C22C1/05;B22F5/00;C23C2/00;B22F3/105;B22F9/04
• 代理公司: 深圳精智聯合知識產權代理有限公司 44393
• 代理人: 夏聲平

1.一種耐鋁液腐蝕的金屬陶瓷復合材料，其特征在于，所述金屬陶瓷復合材料以ZrB₂為硬質相、AlFeNiCoCr高熵合金為粘結相；所述金屬陶瓷復合材料以ZrB₂粉末和AlFeNiCoCr高熵合金粉末為原料并通過濕法球磨工藝、真空干燥工藝以及等離子燒結工藝制備而成；

其中，所述原料的各組分的質量百分比為：ZrB₂粉末70％-88％，AlFeNiCoCr高熵合金粉末12％-30％；所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末中Al粉、Fe粉、Ni粉、Co粉、Cr粉的質量百分比分別為Al 10.7％、Fe 22.1％、Ni 23.3％、Co 23.3％、Cr 20.6％；

其中，所述濕法球磨工藝包括：將所述ZrB₂粉末、所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末放入球磨機中，加入無水乙醇進行濕法球得到球磨后混合物，球磨時間為5-10h，球磨轉數為200-300r/min；

其中，所述真空干燥工藝包括：將所述球磨后混合物放入真空干燥箱內進行真空干燥得到干燥后混合物，干燥時間為22-24h，干燥溫度為90℃-100℃，真空度為-0.05～-0.1MPa；

其中，所述等離子燒結工藝包括：將所述干燥后混合物放入等離子燒結爐中進行放電等離子燒結，燒結溫度為1300℃-1500℃，保溫時間為4-6min，壓力30-50MPa，升溫速度50℃/min；

其中，所述金屬陶瓷復合材料在溫度為700℃的熔融鋁液中的平均腐蝕速率為0.89×10^-3-1.17×10^-3mm/h。

2.一種耐鋁液腐蝕的金屬陶瓷復合材料，其特征在于，所述金屬陶瓷復合材料以ZrB₂為硬質相，AlFeNiCoCr高熵合金為粘結相且以ZrB₂粉末和AlFeNiCoCr高熵合金粉末為原料；所述原料的各組分的質量百分比為：ZrB₂粉末70％-88％，AlFeNiCoCr高熵合金粉末12％-30％；其中所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末中Al粉、Fe粉、Ni粉、Co粉、Cr粉的質量百分比分別為Al粉10.7％、Fe粉22.1％、Ni粉23.3％、Co粉23.3％、Cr粉20.6％。

3.根據權利要求2所述的金屬陶瓷復合材料，其特征在于，所述金屬陶瓷復合材料在溫度為700℃的熔融鋁液中的平均腐蝕速率為0.89×10^-3-1.17×10^-3mm/h。

4.根據權利要求2所述的金屬陶瓷復合材料，其特征在于，所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末由所述Al粉、所述Fe粉、所述Ni粉、所述Co粉、所述Cr粉經過第一球磨工藝和第一真空干燥工藝制備得到；

其中，所述第一球磨工藝包括：將所述Al粉、所述Fe粉、所述Ni粉、所述Co粉、所述Cr粉裝入球磨機中，加入球料比為10：1-20：1的不銹鋼球，導入無水乙醇進行濕法球磨得到第一球磨后混合物，球磨時間為50-80h，球磨轉數為200-300r/min；

其中，所述第一真空干燥工藝包括：將所述第一球磨后混合物放入真空干燥箱內進行真空干燥處理得到所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末，干燥時間為22-24h，干燥溫度為90℃-100℃，真空度為-0.05～-0.1MPa。

5.根據權利要求2所述的一種耐鋁液腐蝕的金屬陶瓷復合材料，其特征在于，所述金屬陶瓷復合材料由所述ZrB₂粉末和所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末經過第二球磨工藝、第二真空干燥工藝、燒結工藝制備而成。