[发明专利]金属陶瓷复合材料制造方法

说明书

本发明涉及金属与陶瓷合成为金属陶瓷复合材料的制造方法，尤其是熔点比陶瓷烧结温度低的金属与陶瓷的合成之制造方法。

陶瓷材料硬度高、耐磨、耐腐蚀，但延展性能差，不易进行机械加工。而金属材料具有良好的延展性能和机械加工性能。将陶瓷与金属材料复合，使之兼备两者的优点：具有比陶瓷的机械加工性能好，又比普通金属硬度高、更耐磨的良好特性。

本发明的目的就是，提供一种金属陶瓷复合材料的制造方法，使这种材料既有陶瓷般硬度与耐磨性能，又比陶瓷更易进行机械加工。

本发明采用的方法是，先将瓷土制成工件，素烧成陶瓷，(素烧是指陶瓷不施釉烧制)，然后将陶瓷工件与金属一起再次装进匣钵进行二次烧制。烧制时，先以100～150℃／小时的速度升温至950℃左右；再以80～120℃／小时的升温速度加热，达到陶瓷的烧成温度1100～1400℃后，保温几个小时，让熔解后的高温金属分子，向陶瓷内部扩散。扩散结束后，以150～300℃／小时的速度降温，在冷却至接近金属熔点时，排出匣钵中的残余金属溶液，再以40～100℃／小时的速度降至室温，即成金属陶瓷复合材料。

本发明方法实施的金属陶瓷复合材料，其内部晶粒被金属氧化，晶粒之间的联系既有陶瓷又有金属。因而它既有陶瓷材料硬度高、耐磨、耐腐蚀的特性；又比陶瓷更易进行机械加工，比金属材料的热形变小。本发明方法与陶瓷烧制工艺相似，无特殊技术要求，便于工业化。金属陶瓷复合材料能在机械、建筑、化工等许多领域推广应用。

本发明方法的一种以铝与长石质瓷合成为铝陶瓷复合材料的具体实施方案如下：先将瓷土制成工件，(假定工件厚度在10mm以下)，素烧成瓷，然后再将瓷工件装进匣钵，并在匣钵中加入铝碎沫，进行二次烧制。瓷工件要与钵底固定，使在铝熔解后瓷工件不会浮出金属溶液表面。在隧道窖中烧制时，先以100～150℃／小时的速度升温，950℃以后，以80～120℃／小时速度升温，达到陶瓷烧成温度1250～1400℃后，保温1～3小时，让金属分子充分向瓷体内部扩散。对于厚度大的工件，高温持续时间要长些。950℃以上的铝溶液分子，每小时可以向陶瓷深度扩散1～2毫米左右。扩散完成后，以150～300℃／小时的速度冷却至800℃左右，(铝熔点660℃)，排出匣钵中残余的铝溶液，最后以40～100℃／小时的速度降至室温，即成铝陶瓷复合材料工件。