一种耐高温耐磨金属陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属陶瓷材料领域，设及一种金属陶瓷材料及其制备方法，尤其设及 一种耐高溫耐磨金属陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 为了使陶瓷既可W耐高溫又不容易破碎，人们在制作陶瓷的粘±里加了些金属 粉，因此制成了金属陶瓷。金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得，又称弥散 增强材料。主要有烧结侣（侣-氧化侣）、烧结被（被-氧化被）、TD儀（儀-氧化社）等 由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难烙化合 物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高烙点、高硬 度的氧化物或难烙化合物，金属相主要是过渡元素（铁、钻、儀、铭、鹤、钢等）及其合金。金 属陶瓷材料的耐热特性，决定了金属陶瓷材料在一些情况下的特定用途，专利授权公告号 为CN103957619A的发明专利公开了一种耐高溫的金属陶瓷复合材料。其包括陶瓷粉、粘 合剂等。专利CN104388792AWS氧化二儀、氧化儀、二棚化错、二氧化社、氧化祕、锋、铜 为、错和铁为原料，制备得到一种耐高溫的金属陶瓷材料。但在一些实际的使用过程中，不 仅需要陶瓷具有耐高溫性，同时也需要陶瓷具有优良的耐磨性能，因此需要制备一种耐高 溫耐磨的陶瓷及其制备方法。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题：在诸如发动机、火花塞等一些经常接触到高溫的设备或机械 中，存在一些金属陶瓷材料，运些金属陶瓷材料的耐热强度及其耐磨性能对其正常的使用 有较大的作用，较差的耐热强度和耐磨性会缩短其使用的年限，常规的金属陶瓷材料的耐 高溫溫度较低，耐磨性也达不到要求，因此本发明提供一种耐高溫耐磨金属陶瓷及其制备 方法。
[0004] 为达此目的，本发明采用W下技术方案： 阳〇化]第一方面，本发明提供了一种耐高溫耐磨金属陶瓷，所述的耐高溫耐磨金属陶瓷 主要由W下重量份的原料制备得到氧化二儀11-22重量份、氧化儀5-11重量份、二氧化 社2-4重量份、氧化祕4-7重量份、鹤12-17重量份、二氧化错10-15重量份、氧化锭4-8重 量份。 阳006] 本发明中，所述立氧化二儀为11-22重量份，例如11重量份、12重量份、13重量 份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份 或22重量份等。
[0007] 本发明中，所述氧化儀5-11重量份，例如5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、 9重量份、10重量份或11重量份等。
[0008] 本发明中，所述二氧化社为2-4重量份，例如2重量份、3重量份或4重量份。 阳009] 本发明中，所述氧化祕为4-7重量份，例如4重量份、5重量份、6重量份或7重量 份等。
[0010] 本发明中，所述鹤为12-17重量份，例如12重量份、13重量份、14重量份、15重量 份、16重量份或17重量份。
[0011] 本发明中，所述二氧化错为10-15重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、 13重量份、14重量份或15重量份。 阳012] 本发明中，二氧化错具有高硬度，高强度，高初性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性 等等优良的物化性能。
[0013] 本发明中，所述氧化锭为4-8重量份，4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8 重量份等。
[0014] 本发明中，氧化锭具有耐高溫作用W及具有抗福射添作用。
[0015] 优选地，本发明所述耐高溫耐磨金属陶瓷主要由W下重量份的原料制备得到 氧化二儀14-20重量份、氧化儀6-9重量份、二氧化社3-4重量份、氧化祕4-6重量份、鹤 13-16重量份、二氧化错11-13重量份、氧化锭5-7重量份。
[0016] 进一步优选地，本发明所述耐高溫耐磨金属陶瓷主要由W下重量份的原料制备得 至IJ 氧化二儀重量17份、氧化儀8重量份、二氧化社4重量份、氧化祕5重量份、鹤14重 量份、二氧化错12重量份、氧化锭6重量份。
[0017] 第二方面，本发明提供一种如第一方面所述耐高溫耐磨金属陶瓷的制备方法，所 述方法包括如下步骤：
[0018] (1)将配方量的=氧化二儀、氧化儀、二氧化社、氧化祕、鹤、二氧化错和氧化锭用 高速混合机进行快速混合，混合至均一为止；
[0019] (2)将混合均一的材料用球磨机进行湿磨后烘干；
[0020] (3)将湿磨烘干后的材料进行高溫烧结，制备得到所述耐高溫耐磨金属陶瓷。
[0021] 本发明中，步骤（2)中所述湿磨W水为介质，球料比为25:1-40:1，例如15:1、 16:1、17:1、18:1、19:1、30:1、31:1、32:1、33:1、：34:1、35:1、36:1、37:1、38:1、39:1 或 40:1 等。
[0022] 本发明中，步骤（2)中所述球磨机转速为250-3(K)r/min，例如25化/min、255r/ min、260r/min、265r/min、270r/min、275r/min、280r/min、285r/min、290r/min、295r/min或 300;r/min等。
[0023] 本发明中，步骤（2)中所述球磨时间为3-化，例如池，3.化、4h、4.化或5等。
[0024] 本发明中，步骤（2)中所述烘干的溫度为80-120°C，例如80°C、83°C、88°C、9rC、 95。(：、98。(：、102。(：、106。(：、110。(：、114。(：、116。(：、118。(：或120。(：等。
[0025] 本发明中，步骤（3)所述高溫烧结为在热压炉中进行压合、烧结和冷却制备得到 耐高溫耐磨金属陶瓷材料。
[0026] 本发明中，步骤（3)所述热压炉内压力为55-70MPa，例如55MPa，56MPa，58MPa， 60MPa，62MPa，64MPa，66MPa，68MPa，69MPa或 70MPa等，优选为 60-65MPa，进一步优选为 65MPa〇
[0027] 本发明中，步骤（3)所述压合溫度为 720-780°C，720°C、725°C、730°C、735°C、 740°C、745°C、750°C、755°C、760°C、765°C、770°C、775°C或 780°C，保溫时间为 15-30min， 例女日 15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、 27min、28min、29min或 30min等，升溫速率为 45-70°C/min,例如 45°C/min、46°C/min、 48°C/min、50°C/min、53°C/min、55°C/min、56°C/min、58°C/min、60°C/min、65°C/min、 68°C/min或 70°C/min等。
[0028] 本发明中，所述烧结溫度为 1520-1610°C，例如 1520°C、1525°C、1530°C、1535°C、 1540 °C、1545 °C、1550 °C、1555 °C、1560 °C、1565 °C、1570 °C、1575 °C、1580 °C、1585 °C、1590 °C、 1600°C、1605°C或1610°C，烧结时间为2-4.化，例如化、2. 5h、：3h、3. 5h、4h或4.化等，烧结 时的升溫速率为 30-40°C/min,例如 30°C/min、3rC/min、32°C/min、33°C/min、34°C/min、 35°C/min、36°C/min、37°C/min、38°C/min、39°C/min或 40°C/min等。
[0029] 本发明中，所述冷却速度为 35-50°C/min,例如 35°C/min、38°C/min、39°C/min、 40°C/min、43°C/min、47°C/min或 50°C/min。
[0030] 作为本发明的优选技术方案，所述耐高溫耐磨金属陶瓷的制备方法包括如下步 骤：
[0031] (1)将配方量的=氧化二儀、氧化儀、二氧化社、氧化祕、鹤、二氧化错和氧化锭用 高速混合机进行快速混合，混合至均一为止；
[0032] (2)将混合均一的材料W水为介质，球料比为25:1-40:1，在球磨机中W 250-300;r/min的转速湿磨3-化，湿磨后在80-120°C下烘干； W33] 做将湿磨烘干后的材料在热压炉中压合，升溫速率为45-70°C/min,在 720-780°C下保溫15-30min，保溫后将升溫速率改为30-40°C/min,升溫至1520-1610°C烧 结2-4.化，热压炉内压力为55-70MPa，之后进行冷却，冷却速率为35-50°C/min,制备得到 所述耐高溫耐磨金属陶瓷。
[0034] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0035] 本发明的耐高溫耐磨金属陶瓷的组成材料不同于常规的金属陶瓷，通过球磨、高 溫压制得到的金属陶瓷材料具备了非常良好的耐高溫强度，同时由于制备原料中含有二氧 化错成分，能在较高的溫度下保留了其较高的硬度，可作为耐热耐磨金属陶瓷材料用于发 动机、结构件等一些对耐热耐磨要求较高的领域中，提高制备的产品的性能。
【具体实施方式】
[0036] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说 明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本 发明保护范围W权利要求书为准。 阳〇37] 实施例1
[0038] (1)按重量分别取S氧化二儀22Kg、氧化儀UKg、二氧化社2Kg、氧化祕4Kg、鹤 17Kg，二氧化错IOKg和氧化锭8Kg。将上述各金属和陶瓷材料用高速混合机进行快速混合， 混合至均一为止；
[0039] 似将混合均一的材料W水为介质，用球磨机进行球磨，球料比为25:1，球磨机转 速为30化/min,球磨时间为化；
[0040] (3)球磨后将把金属陶瓷材料在热压炉中进行高溫压合，升溫速率为70°C/min, 将炉内溫度升高为780°C，在此溫度下保溫30min，保溫后将升溫速率改为30°C/min,继续 升高热压炉内溫度为1610°C，烧结的时间为4. 5h，热压炉压力为70MPa，之后进行冷却，冷 却速度为50°C/min,制备为耐高溫的金属陶瓷材料。
[0041] 实施例1的最高耐热溫度为117(TC，硬度为95。 阳0创实施例2
[0043] (1)按重量分别取S氧化二儀1化g、氧化儀5Kg、二氧化社为4