[發明專利]一種TiCx-Cu金屬陶瓷的增韌方法

在審

• 申請號: 202210792544.0
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115198211A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 雷聰;楊大磊;梅玉;饒安梅;陳建平;汪鑫;李強;黃成進;匡世華;柴鮮花;盧小蓮
• 申請（專利權）人: 貴州航天天馬機電科技有限公司
• 主分類號: C22F1/00
• 分類號: C22F1/00;F16D69/02
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明屬于金屬陶瓷材料加工處理技術領域，具體涉及一種TiCx?Cu金屬陶瓷的增韌方法；本發明通過對TiCx?Cu金屬陶瓷進行熱處理，并對熱處理工藝進行調控，對TiCx?Cu金屬陶瓷中的金屬相進行組織優化，顯著提高了TiCx?Cu金屬陶瓷材料的斷裂韌性，實現了材料性能的大幅度提升，采用本發明方法制備的TiCx?Cu金屬陶瓷具有高強度、高韌性、高硬度、高耐磨、耐高溫以及延展性良好的特點，可用于制備交通運輸、航空航天、軍工等領域的關鍵部件。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷材料加工處理技術領域，具體涉及一種TiCx-Cu金屬陶瓷的增韌方法。

背景技術

TiC基金屬陶瓷是一種金屬-陶瓷有機結合的高陶瓷含量的復合材料，在性能上保留了TiC陶瓷的高硬度、高強度、耐腐蝕、耐磨損等性能，同時具有金屬的導電導熱性和韌性，因而在切削刀具、高溫耐磨部件、高溫涂層、沖壓模具等應用領域具有重要的研究價值。但是，金屬陶瓷通常脆性較大、抗機械沖擊能力差，所以，提高金屬陶瓷的強韌性成為了金屬陶瓷安全使用的重要研究趨勢，選擇合適的方法提高其強韌性，對于材料的推廣應用具有重要意義。

熱處理是提升金屬材料性能的一種重要手段，其原理是通過對金屬材料進行加熱、保溫以及冷卻，促進內部組織與結構變化，從而改善材料性能。但是，陶瓷材料的抗熱沖擊能力較差，急速的溫度變化會引起材料內部裂紋的萌生和擴展，所以，熱處理工藝對于脆性材料的應用并不常見。

公告號為CN100526506C的專利文件公開了一種金屬/金屬陶瓷復合材料及其制造方法與應用，其中在制備過程中采用了強化熱處理：將鑄好的材料在1000-1050℃燒結3-5小時，取出空冷，再經900-920℃保溫1.5-3小時后水淬，最后在200-250℃保溫2-3小時回火。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種TiCx-Cu金屬陶瓷的增韌方法。

具體是通過以下技術方案來實現的：

1、一種TiCx-Cu金屬陶瓷的增韌方法，包括以下步驟：

(1)加熱：將管式爐溫度升溫，并保溫在885-1087℃，再將提前備好的TiCx-Cu金屬陶瓷置于氧化鋁坩堝中，以石墨粉填充坩堝，并覆蓋住金屬陶瓷表面，放入管式爐中；

進一步，所述的石墨粉為280-320目；

(2)固溶處理：金屬陶瓷放入管式爐中后，保溫5-60min；

(3)淬火：將固溶處理后的金屬陶瓷從管式爐中取出后迅速置于25℃的水中；

(4)打磨：將金屬陶瓷從水中取出，打磨去除表面的氧化層即可。

2、采用上述增韌方法制備得到的TiCx-Cu金屬陶瓷材料，其顯微結構為：板條狀的Cu-Ti合金相與亞微米尺度的Cu晶粒互相疊加。

3、采用上述增韌方法所制備得到的TiCx-Cu金屬陶瓷可用于制備高溫耐磨軸承、碳陶制動盤。

綜上所述，本發明的有益效果在于：本發明通過對TiCx-Cu金屬陶瓷進行熱處理，并對熱處理工藝進行調控，對TiCx-Cu金屬陶瓷中的金屬相進行組織優化，顯著提高了TiCx-Cu金屬陶瓷材料的斷裂韌性，實現了材料性能的大幅度提升，采用本發明方法制備的TiCx-Cu金屬陶瓷具有高強度、高韌性、高硬度、高耐磨、耐高溫以及延展性良好的特點，可用于制備交通運輸、航空航天、軍工等領域的關鍵部件，如高溫耐磨軸承，最新一代碳陶制動盤的對磨閘片等。且所用方法簡單、操作方便、成本較低。

附圖說明

圖1為TiC0.5-Cu金屬陶瓷在熱處理前后的腐蝕形貌及其局部區域放大圖：(a)原始晶粒形貌；(b)925℃熱處理后的晶粒形貌。

具體實施方式