一种韧性金属陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷材料领域，具体设及一种初性金属陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。根据各组成相所 占百分比不同，金属陶瓷分为W陶瓷为基质和W金属为基质两类。金属基金属陶瓷通常具 有高溫强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好等特点，因此常用于制造飞机和导弹的结 构件、发动机活塞、化工机械零件等。陶瓷基金属陶瓷主要可W细分为W下几种类型：1、氧 化物基金属陶瓷；2、碳化物基金属陶瓷；3、氮化物基金属陶瓷；4、棚化物基金属陶瓷；5、娃 化物基金属陶瓷。
[0003] 金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等领 域，现有技术中制得的金属陶瓷初性较差，无法满足使用要求。
【发明内容】
[0004] 为了克服W上现有技术的不足，本发明提供了一种初性金属陶瓷材料及其制备方 法，制得的金属陶瓷材料具有硬度高、初性好、密度大的优点。 阳〇化]本发明采用的技术方案是：一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成： 氧化儀10-19份、儘粉3-9份、二氧化铁11-26份、钢粉2-12份、二氧化二锡4-12份、氧化 钟9-24份、侣粉47-59份、不诱钢粉末3-11份、石蜡14-21份。
[0006] 优选的，一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀12-16份、 车孟粉4-7份、二氧化铁15-22份、钢粉4-9份、立氧化二锡6-10份、氧化钟12-18份、侣粉 49-53份、不诱钢粉末5-10份、石蜡16-19份。
[0007] 更优选的，一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀13份、儘 粉6份、二氧化铁18份、钢粉6份、立氧化二锡8份、氧化钟15份、侣粉51份、不诱钢粉末 7份、石蜡18份。
[000引一种初性金属陶瓷材料的制备方法，包括W下步骤：
[0009] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨后得到粉料；
[0010] 似将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为170-220°C，压力为70-90MPa，模溫 为40-60°C，得到巧料； W11] 做将步骤似所得巧料在1200-1300°C条件下烧结l-3h，保溫0. 5-化后，在 1300-1450条件下烧结0. 5-化，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料。
[0012] 上述步骤（1)球磨时间为1-化。
[0013] 上述步骤（3)烧结和保溫过程在氨分解气保护条件下进行。
[0014] 有益效果：本发明制得的金属陶瓷材料硬度HRB在68-71之间，冲击初性在 458-483之间J/cm2,密度在8. 06-8. 42g/cm3之间；由于组分之间的协同作用，具有硬度高、 初性好、密度大的优点。
【具体实施方式】 阳〇1引 实施例1
[0016] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀10份、儘粉3份、二 氧化铁11份、钢粉2份、立氧化二锡4份、氧化钟9份、侣粉47份、不诱钢粉末3份、石蜡14 份。
[0017] 制备方法：
[0018] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨Ih后得到粉料；
[0019] (2)将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为170°c，压力为70MPa，模溫为 40°C，得到巧料；
[0020] 做将步骤似所得巧料在1200°C条件下烧结比，保溫0.化后，在1300°C条件下 烧结0.化，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护 条件下进行。 阳OW实施例2
[0022] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀19份、儘粉9份、二 氧化铁26份、钢粉12份、=氧化二锡12份、氧化钟24份、侣粉59份、不诱钢粉末11份、石 蜡21份。 阳〇2引 制备方法：
[0024] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨1-化后得到粉料；
[00对 似将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为220。压力为90MPa，模溫为 60°C，得到巧料；
[0026] 做将步骤似所得巧料在1300°C条件下烧结3h，保溫化后，在1450°C条件下烧 结化，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护条件 下进行。
[0027] 实施例3
[0028] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀12份、儘粉4份、二 氧化铁15份、钢粉4份、立氧化二锡6份、氧化钟12份、侣粉49份、不诱钢粉末5份、石蜡 16份。
[0029] 制备方法：
[0030] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨化后得到粉料；
[0031] (2)将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为180°c，压力为75MPa，模溫为 45°C，得到巧料；
[0032] (3)将步骤（2)所得巧料在1250°C条件下烧结1.化，保溫比后，在1350°C条件下 烧结比，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护条 件下进行。 阳〇3引实施例4
[0034]一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀16份、儘粉7份、二 氧化铁22份、钢粉9份、=氧化二锡10份、氧化钟18份、侣粉53份、不诱钢粉末10份、石 蜡16-19份。 W35] 制备方法：
[0036] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨地后得到粉料；
[0037] (2)将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为210°C，压力为85MPa，模溫为 55 °C，得到巧料； 阳03引 做将步骤似所得巧料在1250°C条件下烧结2. 5h，保溫1.化后，在1400°C条件 下烧结1.化，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保 护条件下进行。
[0039] 实施例5
[0040] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀13份、儘粉6份、二 氧化铁18份、钢粉6份、立氧化二锡8份、氧化钟15份、侣粉51份、不诱钢粉末7份、石蜡 18份。 阳OW制备方法：
[0042] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、=氧化二锡、氧化钟、侣粉、不诱 钢粉末、石蜡混合，经干法球磨1-化后得到粉料； 柳43] 0)将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为200°C，压力为80MPa，模溫为 50°C，得到巧料； W44] 做将步骤似所得巧料在1250°C条件下烧结2h，保溫比后，在1400°C条件下烧 结比，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护条件 下进行。 W45]对比例1
[0046] 与实施例5的区别是未添加不诱钢粉末。
[0047] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀13份、儘粉6份、二 氧化铁18份、钢粉6份、=氧化二锡8份、氧化钟15份、侣粉51份、石蜡18份。 阳〇4引制备方法： W例 （1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉三氧化二锡、氧化钟、侣粉、石蜡 混合，经干法球磨1-化后得到粉料；
[0050] 似将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为200。压力为80MPa，模溫为 50°C，得到巧料；
[00川 做将步骤似所得巧料在1250°C条件下烧结2h，保溫Ih后，在1400°C条件下烧 结比，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护条件 下进行。 阳0巧对比例2
[0053] 与实施例5的区别是未添加S氧化二锡。
[0054] 一种初性金属陶瓷材料，由W下质量份的各组分组成：氧化儀13份、儘粉6份、二 氧化铁18份、钢粉6份、氧化钟15份、侣粉51份、不诱钢粉末7份、石蜡18份。 阳05引 制备方法：
[0056] (1)按上述质量份，氧化儀、儘粉、二氧化铁、钢粉、氧化钟、侣粉、不诱钢粉末、石蜡 混合，经干法球磨1-化后得到粉料； W57] 0)将步骤（1)所得粉料压制成型，其中溫度为200°C，压力为80MPa，模溫为 50°C，得到巧料； 阳05引 做将步骤似所得巧料在1250°C条件下烧结2h，保溫Ih后，在1400°C条件下烧 结比，随炉冷却后即得所述初性金属陶瓷材料，其中烧结和保溫过程在氨分解气保护条件 下进行。
[0059] 性能测试：
[0060] 实施例1-5和对比例1-2制得的金属陶瓷材料性能测试结果如下表所示：
[0061]
[0062] 从上表中可W看出：实施例1-5制得的金属陶瓷材料硬度HRB在68-71之间，冲击 初性在458-483之间J/cm2,密度在8. 06-8. 42g/cm3之间；对比例1中未添加不诱钢粉末，制 得的金属陶瓷材料硬度HRB为56,冲击初性为386J/cm2,密度为8. 13g/cm3;对比例2中未 添加=氧化二锡，制得的金属陶瓷材料硬度HRB为67,冲击初性为325J/cm2,密度为7. 96g/ cm3。由此可知，本发明制得的金属陶瓷材料由于组分之间的协同作用，具有硬度高、初性 好、密度大的优点。
【主权项】
1. 一种韧性金属陶瓷材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：氧化镁10-19份、 猛粉3_9份、二氧化钦11-26份、钼粉2_12份、二氧化二锡4_12份、氧化钾9_24份、错粉 47-59份、不镑钢粉末3-11份、石錯14-21份。2. 根据权利要求1所述的韧性金属陶瓷材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成： 氧化儀12-16份、猛粉4_7份、二氧化钦15-22份、钼粉4_9份、二氧化二锡6_10份、氧化钾 12-18份、铝粉49-53份、不锈钢粉末5-10份、石蜡16-19份。3. 根据权利要求1所述的韧性金属陶瓷材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成： 氧化镁13份、锰粉6份、二氧化钛18份、钼粉6份、三氧化二锡8份、氧化钾15份、铝粉51 份、不锈钢粉末7份、石蜡18份。4. 权利要求1至3任何一项所述的韧性金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括 以下步骤： (1) 按上述质量份，氧化镁、锰粉、二氧化钛、钼粉、三氧化二锡、氧化钾、铝粉、不锈钢粉 末、石蜡混合，经干法球磨后得到粉料； (2) 将步骤（1)所得粉料压制成型，其中温度为170-220°C，压力为70-90MPa，模温为 40-60 °C，得到坯料； (3) 将步骤（2)所得坯料在1200-1300 °C条件下烧结l_3h，保温0. 5-2h后，在 1300-1450条件下烧结0. 5-2h，随炉冷却后即得所述韧性金属陶瓷材料。5. 根据权利要求4所述的韧性金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)球 磨时间为l_5h。6. 根据权利要求4所述的韧性金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述（3)烧结和 保温过程在氨分解气保护条件下进行。
【专利摘要】本发明公开了一种韧性金属陶瓷材料及其制备方法，该材料由以下质量份的各组分组成：氧化镁10-19份、锰粉3-9份、二氧化钛11-26份、钼粉2-12份、三氧化二锡4-12份、氧化钾9-24份、铝粉47-59份、不锈钢粉末3-11份、石蜡14-21份。本发明制得的金属陶瓷材料具有硬度高、韧性好、密度大的优点。
【IPC分类】C22C1/05, C22C32/00, C22C30/04
【公开号】CN105154752
【申请号】CN201510542029
【发明人】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明
【申请人】苏州莱特复合材料有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月28日