[发明专利]可用作用于水泥和采矿业的耐磨部件的金属基质复合材料

权利要求书

1.一种铸造金属基质复合材料，包括：

-一个或多个陶瓷块状物，包括：Al₂O₃、ZrO₂、铁类金属和TiC，以及

-金属基质，包括：与所述金属基质的总重量相比为50至90wt％的铁类金属和与所述金属基质的总体积相比为0.1至10vol％的TiC，

其中，所述一个或多个陶瓷块状物按如下步骤制备：

-混合Al₂O₃、ZrO₂、FeTi、石墨和粘合剂，

-将获得的混合物填充在一个或多个预成型模具中，

-加热并固化所述混合物，

-从所述一个或多个预成型模具中除去所述陶瓷块状物，

-将所述混合物冷却至室温；

TiC同时存在于所述一个或多个陶瓷块状物和金属基质中；所述一个或多个陶瓷块状物和所述金属基质的TiC通过FeTi+C的原位反应产生，其导致Fe+TiC的形成。

2.根据权利要求1所述的铸造金属基质复合材料，其中，所述粘合剂是无机粘合剂。

3.根据权利要求2所述的铸造金属基质复合材料，其中所述无机粘合剂包括硅酸钠、胶体硅酸盐或它们的混合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，其中，所述铁类金属是高铬铁、铬钢、镍硬质金属或低合金钢。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，包括多个陶瓷块状物，并且其中所述陶瓷块状物具有蜂窝形状。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，其中，与在浇注所述金属基质之前的所述陶瓷块状物的总重量相比，所述陶瓷块状物包括30至60wt％的Al₂O₃、20至40wt％的ZrO₂、0.2至4wt％的石墨、1至20wt％的FeTi和3至6wt％的粘合剂。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，相对于在浇注所述金属基质之后金属在所述陶瓷块状物中的总体积，在浇注所述金属基质之后所述铸造金属基质复合材料包括2至10vol％的TiC。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，其中，所述金属基质包括与所述金属基质的总重量相比为50至90wt％的铁类金属和与所述金属基质的总体积相比为2至6vol％的TiC。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造金属基质复合材料，其中，所述铸造金属基质复合材料包括一种或多种另外的金属。

10.根据权利要求9所述的铸造金属基质复合材料，其中，所述一种或多种另外的金属是韧性铁。

11.一种包括根据权利要求1至10中任一项所述的一种或多种铸造金属基质复合材料的制品或装置。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的铸造金属基质复合材料或根据权利要求11所述的制品作为用于水泥和采矿业的耐磨部件的用途。

13.一种用于制备根据权利要求1至10中任一项所述的铸造金属基质复合材料的方法，包括以下步骤：

(a)通过以下来制备一个或多个陶瓷块状物：

-混合Al₂O₃、ZrO₂、FeTi、石墨和粘合剂，

-将获得的混合物填充在一个或多个预成型模具中，

-加热并固化所述混合物，

-从所述一个或多个预成型模具中除去所述陶瓷块状物，

-将所述混合物冷却至室温，

(b)通过以下将所述一个或多个陶瓷块状物铸造成复合材料：

-将所述一个或多个陶瓷块状物放置在树脂型模具中，

-关闭所述树脂型模具，

-熔融包括铁类金属的金属以及钛铁和石墨以便获得包括TiC的金属的合金，

-将所述金属的合金浇注到所述树脂型模具中，

-获得铸造金属基质复合材料。