[发明专利]金属陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种金属陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料，金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。

金属陶瓷迄今为止已历经三代，第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。金属陶瓷研制的另一个新方向是硼化物基金属陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔点和优良的导电性，耐腐蚀性，从而使硼化物基金属陶瓷成为最有发展前途的金属陶瓷。但是目前我国对金属陶瓷在性能方面的改进仍不理想，现有金属陶瓷的洛氏硬度和抗弯强度仍有待进一步提高。

因此如何克服现有技术的不足已成为本领域亟待解决的技术难题。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种金属陶瓷复合材料及其制备方法，复合材料具有优良的硬度和抗弯强度，还具有良好的耐磨损性和抗高温性。

本发明采用的技术方案如下：

金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼20-30份、钴5-15份、铬8-17份、碳化铌5-18份、氧化锆1-3份、碳化硅3-13份、铜4-9份、氧化铈10-12份、氧化铝1-3份、钛粉1-5份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼22-29份、钴6-13份、铬9-16份、碳化铌6-16份、氧化锆1-2份、碳化硅4-12份、铜5-8份、氧化铈11-12份、氧化铝1-2份、钛粉2-4份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼24-28份、钴7-12份、铬10-15份、碳化铌7-15份、氧化锆1-2份、碳化硅5-10份、铜6-7份、氧化铈11-12份、氧化铝1-2份、钛粉3-4份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼22份、钴6份、铬9份、碳化铌6份、氧化锆1份、碳化硅4份、铜5份、氧化铈11份、氧化铝1份、钛粉2份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼29份、钴13份、铬16份、碳化铌16份、氧化锆2份、碳化硅12份、铜8份、氧化铈12份、氧化铝2份、钛粉4份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼24份、钴7份、铬10份、碳化铌7份、氧化锆1份、碳化硅5份、铜6份、氧化铈11份、氧化铝1份、钛粉3份。

所述的金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼28份、钴12份、铬15份、碳化铌15份、氧化锆2份、碳化硅10份、铜7份、氧化铈12份、氧化铝2份、钛粉4份。

所述的金属陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将纳米碳化钼、钴、铬、碳化铌、氧化锆、碳化硅、铜、氧化铈、氧化铝和钛粉混合后研磨1-2h，将所得物料于100-200℃下干燥，后于500-600MPa下压制，在氮气氛围中，于1230-1280℃下烧结1-2h，后自然冷却，即得所述金属陶瓷复合材料。

 

本发明与现有技术相比，其有益效果为：第一，本发明金属陶瓷复合材料具有优良的性能，其抗弯强度可高达2500MPa，洛氏硬度可达93；第二，本发明复合材料还具有优良的耐磨损性和耐高温性能；第三，本发明制备方法简单易行，适于大范围推广应用。

 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的试剂如无特别说明均可通过市购获得。

 

实施例1

金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：纳米碳化钼20份、钴5份、铬8份、碳化铌5份、氧化锆1份、碳化硅3份、铜4份、氧化铈10份、氧化铝1份、钛粉1份。

所述的金属陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将纳米碳化钼、钴、铬、碳化铌、氧化锆、碳化硅、铜、氧化铈、氧化铝和钛粉混合后研磨1h，将所得物料于100℃下干燥，后于500MPa下压制，在氮气氛围中，于1230℃下烧结1h，后自然冷却，即得所述金属陶瓷复合材料。

 

实施例2