[发明专利]一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法，步骤1：物料准备；准备MoSi₂粉和钴粉，其中MoSi₂粉的质量百分百为85‑90％，余量为钴粉；步骤2：球磨混粉；将MoSi₂粉和钴粉置于球磨罐进行球磨；球磨后的混合物进行干燥处理；步骤3：烧结；将干燥处理后的混合物进行烧结，烧结温度为1200℃‑1250℃。本发明提供的耐熔融铝腐蚀的MoSi₂‑Co金属陶瓷复合材料中所用的MoSi₂价格便宜，钴的含量较少成本较低，制备较为简单，在耐铝腐蚀工业中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于耐铝液腐蚀材料领域，特别涉及一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法。

背景技术

在现代工业中，由于需要运输和处理熔融金属，由熔融金属引起的腐蚀十分常见。铝工业中的熔炼、成形(铸造)及热浸镀铝的生产中会对坩埚、模具、夹具等零部件产生严重的腐蚀，导致熔炼容器穿孔、金属模具表面粘连等问题。因此，在铝工业中熔融铝对坩埚、模具的严重腐蚀导致的失效是不可避免的。

针对铝液腐蚀，工业中探索了许多具有耐铝液腐蚀的材料。铁基材料是铝工业中模具和坩埚使用最多的材料，因此对其在熔融铝中的耐腐蚀性能进行了大量的研究。铁基材料并不能有效抵抗目前铝工业中铝的强烈腐蚀与磨损，造成设备频繁更换、生产效率降低。难熔金属方面，相比铁基材料钴基材料与液铝之间的反应较为均匀且温和，但钴基材料价格昂贵。Mo-W系，Nb基合金耐铝液腐蚀性能好，但由于硬度较高加工难度大，从而限制了其大规模的应用。近年来高熵合金在耐铝液腐蚀方面也有一定的发展，但目前较为成熟的AlFeNiCoCr高熵合金的耐铝液腐蚀性能并不佳。金属间化合物是一类比较独特的材料，Ni₃Al、NiAl、FeSi等在铝液中具有良好的耐蚀性，但金属间化合物的生产工艺复杂，成本高昂。陶瓷拥有优异的耐铝液腐蚀性能，像石墨、AlN、和Al₂O₃等广泛用于铝的冶炼，但陶瓷的脆性较大且难以加工。金属陶瓷性能界于陶瓷和金属之间，拥有良好的机械性能和耐蚀性能，MoSi₂是一种耐高温氧化的金属陶瓷，且耐铝液腐蚀性能良好，但在耐铝液腐蚀方面却鲜有人关注。

因此，有必要设计一种新的耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法，该耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法成本低，易于制备，抗熔融铝腐蚀性能明显。

发明的技术解决方案如下：

一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：物料准备；

准备MoSi₂粉和钴粉，其中MoSi₂粉的质量百分百为85-90％，余量为钴粉；

步骤2：球磨混粉；

将MoSi₂粉和钴粉置于球磨罐进行球磨；球磨后的混合物进行干燥处理；

步骤3：烧结；

将干燥处理后的混合物进行烧结，烧结温度为1200℃-1250℃。

MoSi₂粉的纯度为99.9％，钴粉的纯度为99.9％，粒度均为1-2为微米。

球磨混合中，球料比介于3∶1到10∶1之间，转速介于180r/min到220r/min之间，球磨时间为2h～5h。球料比是质量比。

干燥步骤是指球磨完后将球磨罐置于真空干燥箱中干燥7-9h，干燥温度为80-100℃。优选8小时以及90℃。