一种金属陶瓷复合结构及其制备方法与流程

本发明涉及金属陶瓷复合，尤其涉及一种金属陶瓷复合结构及其制备方法。

背景技术：

1、金属具有高强度和韧性，而陶瓷具有高硬度和耐磨性，两者复合后可以充分发挥各自的优点，使得复合材料的强度更高。

2、公告号cn212479680u公开了一种输送流体的结构，包括全金属骨架和碳化硅陶瓷包覆层；全金属骨架包括前盖板支撑部、后盖板支撑部、同时连接前盖板支撑部和后盖板支撑部的叶片支撑部，以及设置在后盖板支撑部中部的轮毂支撑部；前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部的内侧及外侧表面均包覆有碳化硅陶瓷包覆层；轮毂支撑部的内侧面为与泵轴外形相匹配的连接孔，轮毂支撑部的外侧面包覆有碳化硅陶瓷包覆层；前盖板支撑部、后盖板支撑部和叶片支撑部上开有包覆层吸附孔。

3、碳化硅陶瓷的硬度虽然很好，但是脆性较高，上述的叶轮在使用时，如果较大颗粒的物料撞击碳化硅陶瓷时，会导致陶瓷叶轮的边缘大块的崩瓷。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种金属陶瓷复合结构及其制备方法，解决现有技术中陶瓷叶轮的边缘大块的崩瓷的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种金属陶瓷复合结构，包括陶瓷层、金属层及至少一个连接组件，所述金属层与所述陶瓷层相连接，所述连接组件包括连接部及第一粘接层，所述连接部插设于所述陶瓷层和所述金属层，所述第一粘接层连接所述连接部、陶瓷层及所述金属层。

3、在其中的一个实施例中，所述陶瓷层形成有第一配合部，所述金属层形成有第二配合部，所述第一配合部与所述第二配合部呈凹凸结构配合。

4、在其中的一个实施例中，所述陶瓷层包括第一陶瓷层和所述第二陶瓷层，所述金属层至少部分设置于所述第一陶瓷层与所述第二陶瓷层之间。

5、在其中的一个实施例中，还包括耐磨层，所述耐磨层设置于所述金属层远离所述陶瓷层的一侧。

6、在其中的一个实施例中，还包括第二粘接层，所述第二粘接层，所述第二粘接层设置于所述金属层与所述陶瓷层之间并连接所述金属层和所述陶瓷层。

7、在其中的一个实施例中，所述连接部与所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中的一个一体成型并与其中的另一个插接。

8、在其中的一个实施例中，所述连接部的耐磨性优于所述陶瓷层，所述连接部由碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷及碳化硼陶瓷中的一种或者多种结合制成。

9、在其中的一个实施例中，所述第一陶瓷层、第二陶瓷层及金属层中的任一个形成有第一卡接结构，所述连接部形成有第二卡接结构，所述连接部能够通过转动带动所述第二卡接结构转动，以使得所述第二卡接结构与所述第一卡接结构卡接，用于限制所述连接部沿插设方向移动。

10、在其中的一个实施例中，所述金属层开设有至少一个第一固定孔，所述第一陶瓷层相对所述第一固定孔开设有至少一个第二固定孔，所述第二陶瓷层相对所述第一固定孔开设有至少一个第三固定孔，所述连接部插设于所述第一固定孔、第二固定孔及所述第三固定孔。

11、在其中的一个实施例中，所述第二固定孔大于所述第一固定孔，所述连接部的一端配合插设于所述第一固定孔，所述连接部的另一端配合插设于所述第二固定孔及第三固定孔，所述连接部的另一端的外径大于所述连接部的一端的外径。

12、本发明还涉及一种金属陶瓷复合结构的制备方法，包括以下步骤：

13、将所述陶瓷层与所述金属层复合；

14、将所述连接部插设于所述陶瓷层与所述金属层；

15、将粘接层浆料注入连接部与陶瓷层及所述金属层之间的间隙内，粘接层浆料在50℃-120℃的温度中固化形成第一粘接层。

16、在其中的一个实施例中，所述第一粘接层包括位于连接部的两端的两个第三粘接层以及位于两个所述第三粘接层之间的第四粘接层；

17、第三粘接层按质量份计包括以下组分：

18、

19、其中，所述碳化硅粉体与所述乙烯基酯树脂的比例为1:1；

20、第四粘接层按质量份计包括以下组分：

21、

22、其中，所述碳化硅粉体与所述乙烯基酯树脂的比例为1:2。

23、在其中的一个实施例中，在步骤将粘接层浆料注入连接部与陶瓷层及所述金属层之间的间隙内，粘接层浆料在50℃-120℃的温度中固化形成第一粘接层中：

24、先将第三粘接层浆料注入连接部与陶瓷层之间的间隙内，并封堵连接部的两端，使得固化后的第三粘接层、连接部及陶瓷层合围形成空腔；

25、然后将第四粘接层浆料注入空腔，待空腔内的浆料固化后形成第四粘接层；

26、浆料固化时，温度在50℃-120℃之间。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过设置陶瓷层，陶瓷层能够提供高硬度和耐磨性，陶瓷层可以提供更好的耐腐蚀性，能够保护金属层受到磨损；通过设置金属层，金属层能够提供高强度和韧性；

28、通过设置连接组件，连接组件的连接部穿设所述金属层，连接组件中的第一粘接层连接金属层、连接部，并连接陶瓷层，实现了连接部与金属层的连接，并实现了连接部与陶瓷层的连接；连接部通过第一粘接层加强了陶瓷层与金属层的连接强度，结构更稳定，更可靠，当大颗粒的物料撞击陶瓷层时，由于连接部的存在，能够将陶瓷层受力传递给金属层，加强金属陶瓷结构的强度，多个连接部将陶瓷分割成多个区域，避免陶瓷层大块的崩瓷，减小崩瓷的面积，连接部可以选择比陶瓷层更耐磨的材质，能够增加陶瓷层薄弱位置的耐磨性。

技术特征：

1.一种金属陶瓷复合结构，其特征在于，包括陶瓷层、金属层及至少一个连接组件，所述金属层与所述陶瓷层相连接，所述连接组件包括连接部及第一粘接层，所述连接部插设于所述陶瓷层和所述金属层，所述第一粘接层连接所述连接部、陶瓷层及所述金属层。

2.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述陶瓷层形成有第一配合部，所述金属层形成有第二配合部，所述第一配合部与所述第二配合部呈凹凸结构配合。

3.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述陶瓷层包括第一陶瓷层和第二陶瓷层，所述金属层至少部分设置于所述第一陶瓷层与所述第二陶瓷层之间。

4.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，还包括耐磨层，所述耐磨层设置于所述金属层远离所述陶瓷层的一侧。

5.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，还包括第二粘接层，所述第二粘接层，所述第二粘接层设置于所述金属层与所述陶瓷层之间并连接所述金属层和所述陶瓷层。

6.根据权利要求3所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述连接部与所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中的一个一体成型并与其中的另一个插接。

7.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述连接部的耐磨性优于所述陶瓷层，所述连接部由碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷及碳化硼陶瓷中的一种或者多种结合制成。

8.根据权利要求3所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述第一陶瓷层、第二陶瓷层及金属层中的任一个形成有第一卡接结构，所述连接部形成有第二卡接结构，所述连接部能够通过转动带动所述第二卡接结构转动，以使得所述第二卡接结构与所述第一卡接结构卡接，用于限制所述连接部沿插设方向移动。

9.根据权利要求3所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述金属层开设有至少一个第一固定孔，所述第一陶瓷层相对所述第一固定孔开设有至少一个第二固定孔，所述第二陶瓷层相对所述第一固定孔开设有至少一个第三固定孔，所述连接部插设于所述第一固定孔、第二固定孔及所述第三固定孔。

10.根据权利要求9所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述第三固定孔贯穿所述第二陶瓷层，所述金属陶瓷复合结构还包括防漏层，所述防漏层可拆卸连接所述第二陶瓷层远离所述金属层的一侧，所述防漏层封堵所述第三固定孔。

11.根据权利要求9所述的金属陶瓷复合结构，其特征在于，所述第二固定孔大于所述第一固定孔，所述连接部的一端配合插设于所述第一固定孔，所述连接部的另一端配合插设于所述第二固定孔及第三固定孔，所述连接部的另一端的外径大于所述连接部的一端的外径。

12.一种金属陶瓷复合结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

13.根据权利要求12所述的金属陶瓷复合结构的制备方法，其特征在于，所述第一粘接层包括位于连接部的两端的两个第三粘接层以及位于两个所述第三粘接层之间的第四粘接层；

14.根据权利要求13所述的金属陶瓷复合结构的制备方法，其特征在于，在步骤将粘接层浆料注入连接部与陶瓷层及所述金属层之间的间隙内，粘接层浆料在50℃-120℃的温度中固化形成第一粘接层中：

技术总结
本发明公开了一种金属陶瓷复合结构及其制备方法，包括陶瓷层、金属层及至少一个连接组件，金属层与陶瓷层相连接，连接组件包括连接部及第一粘接层，连接部插设于陶瓷层和金属层，第一粘接层连接连接部、陶瓷层及金属层。本发明中的连接组件提高陶瓷与金属复合强度，使得复合结构更稳定可靠，连接部将陶瓷分割成多个区域，避免陶瓷层大块的崩瓷，减小崩瓷的面积，能够有效避免陶瓷层崩瓷。

技术研发人员：陈敬,刘凯,李秋南,贾俊,黄涛,汪红刚,阳白梅,张成广,王金灿,赵红飞,刘锋,胡正坤,赵涛,程佩
受保护的技术使用者：汉江弘源襄阳碳化硅特种陶瓷有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6