[发明专利]一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷材料领域，涉及一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

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。金属陶瓷为了使陶瓷既可以耐高温又不容易破碎，人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉，因此制成了金属陶瓷。金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得，又称弥散增强材料。主要有烧结铝(铝-氧化铝)、烧结铍（铍-氧化铍）、TD镍（镍-氧化钍）等。由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等）及其合金。金属陶瓷的抗压强度和硬度对金属陶瓷的性能产生作用较大。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的提高复合金属陶瓷材料的抗压强度和其硬度，从而提高金属陶瓷材料在用于特殊用途中的性能稳定性，因此公开了一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料。

技术方案：本发明公开了一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料，所述的抗压耐高温的复合金属陶瓷材料包括下述重量的成分：

硼化锆16-30份、

氮化钽10-18份、

硅化钡5-13份、

碳化钴4-10份、

碳化铬6-12份、

硼化钼3-7份、

镁3-10份、

锡2-8份、

铝4-10份、

铁25-40份。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料，所述的抗压耐高温的复合金属陶瓷材料包括下述重量的成分：

硼化锆20-26份、

氮化钽12-16份、

硅化钡7-11份、

碳化钴6-9份、

碳化铬8-10份、

硼化钼4-6份、

镁5-9份、

锡4-7份、

铝5-9份、

铁30-38份。

所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：

（1）打开球磨机，球磨机中球料比为15:1-30:1，按重量分别取硼化锆16-30份、氮化钽10-18份、硅化钡5-13份、碳化钴4-10份、碳化铬6-12份、硼化钼3-7份、镁3-10份、锡2-8份、铝4-10份、铁25-40份，在球磨机中球磨2-4h；

（2）将步骤（1）球磨后的金属陶瓷材料和金属材料投入到热压炉内，将热压炉内温度升高为650-710℃，热压时间为1-3h，再升高热压炉内温度为1310-1390℃，保温2-4h，热压压力为60-90MPa；

（3）将热压后的金属陶瓷材料冷却至室温，为抗压高硬度的复合金属陶瓷材料。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（1）中球磨机中球料比为25:1。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（1）中球磨机中球磨时间为3h。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（2）中将热压炉内温度升高为680℃，热压时间为2h。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（2）中再升高热压炉内温度为1350℃，保温3h。

进一步的，所述的一种抗压高硬度的复合金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（2）中热压压力为75MPa。

有益效果：本发明的复合金属陶瓷材料的制备工艺和组成配方优化过后，制备得到的金属陶瓷材料的抗压强度为245-267MPa，硬度为113-125，改进了常规的复合金属陶瓷材料的强度，改善了其机械性能，提高了其在特殊环境下的应用性能。

具体实施方式

实施例1

（1）打开球磨机，球磨机中球料比为30:1，按重量分别取硼化锆30份、氮化钽10份、硅化钡5份、碳化钴10份、碳化铬12份、硼化钼7份、镁3份、锡2份、铝10份、铁40份，在球磨机中球磨4h；

（2）将步骤（1）球磨后的金属陶瓷材料和金属材料投入到热压炉内，将热压炉内温度升高为710℃，热压时间为3h，再升高热压炉内温度为1310℃，保温2h，热压压力为90MPa；

（3）将热压后的金属陶瓷材料冷却至室温，为抗压高硬度的复合金属陶瓷材料。