一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺的制作方法

文档序号:24877042发布日期:2021-04-30 12:53阅读:117来源:国知局

本发明涉及金属陶瓷领域,尤其涉及一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺。



背景技术:

金属陶瓷是由陶瓷和粘接金属组成的非均质的复合材料。陶瓷主要是氧化铝、氧化锆等耐高温氧化物或它们的固溶体,粘接金属主要是铬、钼、钨、钛等高熔点金属。将陶瓷和粘接金属研磨混合均匀,成型后在不活泼气氛中烧结,就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点,它密度小、硬度高、耐磨、导热性好,不会因为骤冷或骤热而脆裂,广泛应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等处。

现有的混合型金属陶瓷,虽然强度大,但是存在易损坏的情况,并且现有的混合型金属陶瓷,只单纯的复合多种金属材料,无法获得无机材料的相关特性。

因此,有必要提供一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺解决上述技术问题。



技术实现要素:

本发明提供一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺,解决了现有的混合型金属陶瓷,虽然强度大,但是存在易损坏的情况,并且现有的混合型金属陶瓷,只单纯的复合多种金属材料,无法获得无机材料的相关特性的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺,包括:以下步骤:

s1:基体原料的准备,选用无机纤维基体,无机纤维基体由碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维混合而成,所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份;

s2:金属原料装备,取al粉、cu粉、fe粉、ti粉,其中al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份;

s3:粘结剂原料装备,取固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇,其中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份;

s4:将s2中的al粉、cu粉、fe粉、ti粉按照组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份均匀混合,并且将混合后的金属原料放入150℃烘箱内烘干,然后将烘干后的金属原料放入到研磨机中进行研磨,研磨后筛选粒度为1000-1200目的粉体;

s5:将s3中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇按照组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份均匀混合,然后将s4中筛选后的金属原料加入到混合好的粘结剂原料中再次混合均匀;

s6:将s1中的基体原料作为基体,然后将混合完成的金属原料和粘结剂原料包裹基体,然后在氢气保护下,烧结至少1小时,冷却至室温,然后破碎成250-350目的颗粒,得到混合型金属陶瓷材料。

优选的,所述s6中烧结的温度为在850-1350℃。

优选的,所述s4中烘干的时间为30min。

优选的,所述s4中研磨后需要进行过滤,并且将粒度较大的再次进行研磨。

优选的,所述s5中混合时采用混合机混合30min。

优选的,所述s6冷却时采用自然冷却,不可冷却过快。

优选的,所述s6时烧结时也可以采用真空烧结的方式。

优选的,所述s6中破碎之后需要进行筛选,将颗粒较大的再次进行破碎。

与相关技术相比较,本发明提供的混合型金属陶瓷材料的加工工艺具有如下有益效果:

本发明提供一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺,通过s1:基体原料的准备,选用无机纤维基体,无机纤维基体由碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维混合而成,所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份;s2:金属原料装备,取al粉、cu粉、fe粉、ti粉,其中al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份;s3:粘结剂原料装备,取固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇,其中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份;s4:将s2中的al粉、cu粉、fe粉、ti粉按照组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份均匀混合,并且将混合后的金属原料放入150℃烘箱内烘干,然后将烘干后的金属原料放入到研磨机中进行研磨,研磨后筛选粒度为1000-1200目的粉体;s5:将s3中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇按照组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份均匀混合,然后将s4中筛选后的金属原料加入到混合好的粘结剂原料中再次混合均匀;s6:将s1中的基体原料作为基体,然后将混合完成的金属原料和粘结剂原料包裹基体,然后在氢气保护下,烧结至少1小时,冷却至室温,然后破碎成250-350目的颗粒,得到混合型金属陶瓷材料,达到了利用无机纤维作为基体,使得混合型金属陶瓷具备无机材料的特征,提高了金属材料的耐久度,具有不易碎、可以大型化制作的优点。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

一种混合型金属陶瓷材料的加工工艺,包括:以下步骤:

s1:基体原料的准备,选用无机纤维基体,无机纤维基体由碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维混合而成,所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份;

s2:金属原料装备,取al粉、cu粉、fe粉、ti粉,其中al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份;

s3:粘结剂原料装备,取固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇,其中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份;

s4:将s2中的al粉、cu粉、fe粉、ti粉按照组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份均匀混合,并且将混合后的金属原料放入150℃烘箱内烘干,然后将烘干后的金属原料放入到研磨机中进行研磨,研磨后筛选粒度为1000-1200目的粉体;

s5:将s3中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇按照组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份均匀混合,然后将s4中筛选后的金属原料加入到混合好的粘结剂原料中再次混合均匀;

s6:将s1中的基体原料作为基体,然后将混合完成的金属原料和粘结剂原料包裹基体,然后在氢气保护下,烧结至少1小时,冷却至室温,然后破碎成250-350目的颗粒,得到混合型金属陶瓷材料。

所述s6中烧结的温度为在850-1350℃。

所述s4中烘干的时间为30min。

所述s4中研磨后需要进行过滤,并且将粒度较大的再次进行研磨。

所述s5中混合时采用混合机混合30min。

所述s6冷却时采用自然冷却,不可冷却过快。

所述s6时烧结时也可以采用真空烧结的方式。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维90份、碳化硅纤维5份、氧化铝纤维5份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维85份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维5份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉30份、cu粉20份、fe粉20份、ti粉30份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉40份、cu粉20份、fe粉20份、ti粉20份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡50份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇30份。

所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量还可以为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份,al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量还可以为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份,固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量还可以为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素15份、聚乙二醇35份。

与相关技术相比较,本发明提供的混合型金属陶瓷材料的加工工艺具有如下有益效果:

通过s1:基体原料的准备,选用无机纤维基体,无机纤维基体由碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维混合而成,所述碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维各组分含量为碳纤维80份、碳化硅纤维10份、氧化铝纤维10份;s2:金属原料装备,取al粉、cu粉、fe粉、ti粉,其中al粉、cu粉、fe粉、ti粉组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份;s3:粘结剂原料装备,取固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇,其中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇各组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份;s4:将s2中的al粉、cu粉、fe粉、ti粉按照组份含量为al粉25份、cu粉25份、fe粉25份、ti粉25份均匀混合,并且将混合后的金属原料放入150℃烘箱内烘干,然后将烘干后的金属原料放入到研磨机中进行研磨,研磨后筛选粒度为1000-1200目的粉体;s5:将s3中固体石蜡、硬脂酸、醋酸丁酸纤维素、聚乙二醇按照组份含量为固体石蜡40份、硬脂酸10份、醋酸丁酸纤维素10份、聚乙二醇40份均匀混合,然后将s4中筛选后的金属原料加入到混合好的粘结剂原料中再次混合均匀;s6:将s1中的基体原料作为基体,然后将混合完成的金属原料和粘结剂原料包裹基体,然后在氢气保护下,烧结至少1小时,冷却至室温,然后破碎成250-350目的颗粒,得到混合型金属陶瓷材料,达到了利用无机纤维作为基体,使得混合型金属陶瓷具备无机材料的特征,提高了金属材料的耐久度,具有不易碎、可以大型化制作的优点。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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