本发明涉及不锈钢材料技术领域，特别是涉及一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术：
陶瓷增强复合材料由于其增强相成本低、微观结构均匀、材料性能各向同性、可以采用传统的金属加工工艺进行加工，因此引起了人们的广泛关注。316l不锈钢由于具有无磁性、良好的焊接性能及抗蚀性能，在机械、化工、石油、轻工，特别是海洋工程等领域得到广泛使用。然而316l不锈钢属于奥氏体不锈钢，由于本身是固溶体，而且含碳量较低，碳等元素都被固溶在晶格里，冷却时不发生相变，不能通过常用的热处理方式提高其强度和硬度，因此，普通的316l不锈钢强度和硬度都较低，在某些高强度工作条件下往往容易发生破坏，使其在承受较重负荷及对强度有较高要求的设备和部件上的使用受到限制。
为此，有必要针对上述问题，提出一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料，包括不锈钢粉末、氧化铝基陶瓷粉末及粘结剂，其中，氧化铝基陶瓷粉末包括下述质量百分比的成分：二氧化硅2～6％，碳化硅0.5～2.5％，二氧化锆1.5～3.5％，氧化镁0.2～0.9％，余量为氧化铝；所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为12.8～16.5％，镍为6.2～9.5％，铜为1.5～3.8％，锰为1～3％，钪0.05～0.2％，余量为铁；所述粘结剂的质量百分比为3～5％。
优选的，所述不锈钢基体的质量百分比为72～80％，所述氧化铝基陶瓷粉末的质量百分比为15～25％。
优选的，所述不锈钢基体的质量百分比为75～78％，所述氧化铝基陶瓷粉末的质量百分比为17～22％。
优选的，所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为14～15％，镍为7～8.2％，铜为2.6～3.2％，锰为1.5～2.5％，钪0.08～0.18％，余量为铁。
优选的，所述钪为0.15％。
本发明还提供一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢72～80％，氧化铝基陶瓷粉末15～25％，球磨混合48～60h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；
(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为3～5％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)将上述混合浆料烘干，于50～100mpa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温1～2h，再以相同的速率升温至1450℃，保温1～2h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料中，氧化铝基陶瓷粉末均匀地分散在不锈钢基体中，具有强度高、致密度好的优点。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料，包括不锈钢粉末、氧化铝基陶瓷粉末及粘结剂，其中，氧化铝基陶瓷粉末包括下述质量百分比的成分：二氧化硅2～6％，碳化硅0.5～2.5％，二氧化锆1.5～3.5％，氧化镁0.2～0.9％，余量为氧化铝；所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为12.8～16.5％，镍为6.2～9.5％，铜为1.5～3.8％，锰为1～3％，钪0.05～0.2％，余量为铁；所述粘结剂的质量百分比为3～5％。
本发明还公开一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢72～80％，氧化铝基陶瓷粉末15～25％，球磨混合48～60h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；
(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为3～5％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)将上述混合浆料烘干，于50～100mpa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温1～2h，再以相同的速率升温至1450℃，保温1～2h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
实施例1
(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢72％，氧化铝基陶瓷粉末25％，球磨混合48h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；
(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为3％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)将上述混合浆料烘干，于50mpa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温1h，再以相同的速率升温至1450℃，保温1h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
实施例2
(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢76％，氧化铝基陶瓷粉末20％，球磨混合50h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；
(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为4％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)将上述混合浆料烘干，于80mpa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温1.5h，再以相同的速率升温至1450℃，保温1.5h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
实施例3
(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢80％，氧化铝基陶瓷粉末15％，球磨混合60h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；
(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为5％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)将上述混合浆料烘干，于100mpa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温2h，再以相同的速率升温至1450℃，保温2h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。
本发明中的不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料既具备不锈钢的优良力学性能，又能够兼具陶瓷材料的特性。采用金属摆锤测试仪对制得的不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料进行冲击试验，其最大冲击功可达到200焦耳。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。