[发明专利]矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿及制造方法

权利要求书

1.矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿，其特征在于，截齿的主体为三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架；三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架材料包括陶瓷粉体和烧结助剂，陶瓷粉体为碳化硼、碳化硅、硼化钛、氧化铝的一种或多种，烧结助剂为稀土类氧化物、氧化铝、氧化硅的多种；截齿的三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架从截齿齿头开始依次为齿头骨架(1)、齿中骨架(2)和齿尾骨架(3)；齿头骨架(1)、齿中骨架(2)和齿尾骨架(3)为连续的整体结构，且齿头骨架(1)的骨架孔径小于齿中骨架(2)的骨架孔径小于齿尾骨架(3)的骨架孔径；截齿的三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架上涂覆有过渡层；在涂覆过渡层的三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架表面涂覆有涂层材料，或者在三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架的孔径之间浇铸有涂层材料，涂层材料为碳化钨、碳化钛、氧化锆、钴合金、镍合金、铬粉的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿，其特征在于，所述的烧结助剂为氧化铝和氧化镧的两种添加剂的复合物，氧化铝和氧化镧摩尔比例为3:1～1:2；组合的氧化铝氧化镧复合添加剂与陶瓷粉体的质量比为1/20～1/10。

3.根据权利要求1所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿，其特征在于，所述的烧结助剂为氧化铝和氧化钇的两种添加剂的复合物，氧化铝和氧化钇摩尔比例为3:1～1:1；组合的氧化铝氧化钇复合添加剂与陶瓷粉体的比例为1/24～1/8。

4.根据权利要求1至3之一所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿，其特征在于，所述的涂层材料为碳化钛、低碳铬粉、碳化钨三种材料的复合物；碳化钛低碳铬粉碳化钨复合涂层材料中，其中碳化钛质量比为30％，碳化钨质量比为30％，低碳铬粉质量比为40％。

5.根据权利要求1至3之一所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿，其特征在于，所述的涂层材料为碳化钨、低碳铬粉两种材料的复合物；其中，碳化钨低碳铬粉复合涂层材料中，其中碳化钨质量比为50％～75％，低碳铬粉质量比为25％～50％。

6.矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架的制作：

步骤1.1、按照截齿的外形结构制造聚氨脂泡沫材料模板，聚氨脂泡沫材料模板对应的齿头骨架(1)部分的孔径小于齿中骨架(2)部分的孔径小于齿尾骨架(3)部分的骨架孔径，且聚氨脂泡沫材料模板为连续的整体结构；

步骤1.2、根据聚氨脂泡沫材料模板，利用有机泡沫浸渍法制备三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架；

步骤1.3、利用气压烧结或无压烧结方法来获得具有一定致密度的连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架结构；

步骤2、连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿的制作：

步骤2.1、采用水基介质或乙醇基介质为溶剂，利用表面改性剂对所述三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架进行表面处理；

步骤2.2、利用有机粘合剂处理所述三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架，然后利用旋涂机进行旋涂处理；

步骤2.3、然后对在三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架表面均匀涂覆涂层材料，或者利用真空浇铸成型技术对三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架浇铸涂层材料；最终制作完成连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿。

7.根据权利要求6所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿的制作方法，其特征在于，步骤1.2所述的制备三维连续梯度网络开孔结构的陶瓷骨架所用的材料包括陶瓷粉体和烧结助剂，陶瓷粉体为碳化硼、碳化硅、硼化钛、氧化铝的一种或多种，烧结助剂为稀土类氧化物、氧化铝、氧化硅的多种。

8.根据权利要求7所述的矿山掘进机用连续梯度结构的金属陶瓷复合截齿的制作方法，其特征在于，步骤2.3所述的涂层材料包括碳化钨、碳化钛、氧化锆、碳化锆、钴合金、镍合金、铬粉中的一种或多种。