一种陶瓷和金属的多层叠加连接结构的制作方法

本发明涉及一种陶瓷和金属的多层叠加连接结构，具体涉及一种316l不锈钢材料和氧化锆材料的注射成型连接制造工艺，属于粉末注射成型领域。

背景技术：

在当代工程结构材料中，金属材料具有导热导电性好、塑性强、易加工等优异性能，但其耐高温、耐磨损等性能不能满足日益提高的生产需求；陶瓷材料具有强度高、硬度高、耐高温、耐磨耐腐蚀等优良性能，但其脆性大及难加工等性能限制了其应用范围。为了能同时发挥两者之间的优异性能，提出解决方法就是采用连接技术制得陶瓷和金属的连接件。

陶瓷和金属的连接方式有许多，如钎焊、扩散连接、机械连接及粘结剂连接等。但由于陶瓷材料与金属材料的自身化学键结构的巨大差异、陶瓷和金属材料润湿性难，实现两者之间的连接会产生较大的困难。像机械连接和粘结剂连接在受载条件复杂时，接头处会产生很大的残余应力，极易产生损坏；钎焊连接中陶瓷和金属材料的力学性能、物理性能的巨大差异、钎料的选择对其提出了严苛的使用要求；扩散连接工艺方法复杂，对连接设备要求高也限制了其大批量生产。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种陶瓷和金属的多层叠加连接结构。

本发明可通过以下技术方案来实现。

一种陶瓷和金属的多层叠加连接结构，该结构是利用注射成型技术实现的陶瓷和金属连接，是由金属材料和陶瓷材料相互叠加构成；在成型方式注射成型时，先注射金属材料，后注射陶瓷材料，使得金属材料包裹陶瓷材料；所述的陶瓷材料烧结成型温度在1300-1500℃之间；所述的金属材料成型温度在1300-1400℃之间。

更进一步地，所述的金属材料为316l不锈钢材料，其成型烧结温度在1350-1380℃之间。

所述的陶瓷材料为氧化锆陶瓷材料，其成型烧结温度在1320-1500℃之间。

所述的金属材料成型时的收缩率osf要比陶瓷材料大0.01-0.04。

本发明在注射成型时所述的金属材料会包裹陶瓷材料，这样在成型过程中金属和陶瓷同时收缩时，金属对陶瓷会一直产生挤压作用，这保证了两者的紧密相连，实现了两种材料界面无缝隙的陶瓷和金属连接结构。

附图说明

图1为本发明的层状结构示意图。

图中，1、金属层；2、陶瓷层。

图2陶瓷和金属界面之间的结合状况电镜图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施例进一步阐述本发明的结构特点。

选用国产水雾化316l不锈钢粉末为金属材料，d50＝6-10μm、振实密度＞4.3g/cm³、成型烧结温度为1355-1380℃。

选用国产黑色氧化锆粉末为陶瓷材料，d50＜0.6μm、比表面积＞10m²/g、成型烧结温度为1340-1430℃。

将316l不锈钢粉末与粘结剂混合制成粉末装载量为44％的金属喂料，陶瓷粉末与粘结剂混合制成50％的陶瓷喂料。先注射金属喂料，将金属料填满图1的金属层，再注射陶瓷料，将陶瓷料注射满图1的陶瓷层。这样就形成了金属包裹陶瓷的金属-陶瓷连接注射坯。

成型时烧结温度为1370℃，烧结后测得陶瓷收缩率为1.30，金属收缩率为1.32，烧结件陶瓷和金属的接合面连接非常紧密，界面无缝隙。图2为两者界面之间的结合状况。从图中看出，两者界面之间无缝隙，金属和陶瓷孔洞比较小。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种陶瓷和金属的多层叠加连接结构，该结构是利用注射成型技术实现的陶瓷和金属连接，是由金属材料和陶瓷材料相互叠加构成；在成型方式注射成型时，先注射金属材料，后注射陶瓷材料，使得金属材料包裹陶瓷材料；所述的陶瓷材料烧结成型温度在1300‑1500℃之间；所述的金属材料成型温度在1300‑1400℃之间。本发明在注射成型时所述的金属材料会包裹陶瓷材料，这样在成型过程中金属和陶瓷同时收缩时，金属对陶瓷会一直产生挤压作用，这保证了两者的紧密相连，实现了两种材料界面无缝隙的陶瓷和金属连接结构。

技术研发人员：邝琳娜;段满堂;邓忠勇
受保护的技术使用者：上海富驰高科技股份有限公司
技术研发日：2019.02.25
技术公布日：2019.04.26