[发明专利]一种Mo改性的碳化铬-镍铬复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种Mo改性的(Cr,Mo)₃C₂‑(Cr,Mo)₇C₃‑NiCr复合材料及其制备方法，包括：步骤1，将Cr粉、C粉、Ni粉和Mo粉进行球磨混合；步骤2，将混合粉进行模压成型，得到原始坯体；步骤3，将原始坯体进行真空无压烧结，烧结时真空度为0.0001‑0.1Pa，烧结温度为1100‑1500℃，得到Mo改性的(Cr,Mo)₃C₂‑(Cr,Mo)₇C₃‑NiCr复合材料。本发明制备得到新型(Cr,Mo)₃C₂‑(Cr,Mo)₇C₃‑NiCr复合材料，主要力学性能指标良好，力学性能均明显提高。

技术领域

本发明属于结构功能材料领域，涉及一种Mo改性的碳化铬-镍铬复合材料及其制备方法。

背景技术

碳化铬-镍复合材料(由陶瓷硬质相碳化铬和金属粘结相镍组成，其中陶瓷硬质相质量百分数一般控制在70wt.％-90wt.％之间)具有一系列优异的特性：1)高温硬度高，在1100℃下其维氏硬度(HV)大于2000HV；2)热膨胀系数明显高于其它金属陶瓷复合材料且与钢相近，因而特别适于制造各种精密的耐磨量具、刀具以及高温模具；3)密度低，其密度仅为碳化钨系金属陶瓷复合材料的一半左右，工业领域便于轻量化生产；4)高温抗氧化性能好，在1000℃加热2h也不发生任何变化，抛光后的试样在1100℃下保持24h表面不生成氧化皮；5)耐磨性能优异，由于含有硬质的碳化铬骨架相，碳化铬基金属陶瓷复合材料的室温硬度约为HRA88以上，与碳化钨系金属陶瓷复合材料YG8的硬度以及耐磨性能相当；6)耐腐蚀性能好，在强酸、强碱、海水、石油工业以及其它腐蚀介质中都具有优良的耐腐蚀性能。因此，碳化铬-镍复合材料在耐磨材料、耐蚀材料等领域具有广泛的应用前景。

近年来，国内外研究人员以Cr₃C₂粉和Ni粉制备出的Cr₃C₂-Ni金属陶瓷存在Cr₃C₂颗粒尺寸较大(约20-30μm)、抗弯强度较低等问题，较低的力学性能限制其生产应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Mo改性的(Cr,Mo)₃C₂-(Cr,Mo)₇C₃-NiCr复合材料及其制备方法，制备的(Cr,Mo)₃C₂-(Cr,Mo)₇C₃-NiCr复合材料力学性能指标良好。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种Mo改性的碳化铬-镍铬复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将Cr粉、C粉、Ni粉和Mo粉进行球磨混合，得到混合粉；其中，Cr粉质量占Cr粉、C粉和Ni粉总质量的69.3％，C粉质量占Cr粉、C粉和Ni粉总质量的10.7％，Ni粉质量占Cr粉、C粉和Ni粉总质量的20％，Mo粉质量占Cr粉、C粉和Ni粉总质量的0.5-1.5％；

步骤2，将混合粉进行模压成型，得到原始坯体；

步骤3，将原始坯体进行真空无压烧结，烧结温度为1100-1500℃，得到Mo改性的(Cr,Mo)₃C₂-(Cr,Mo)₇C₃-NiCr复合材料。

优选的，步骤1中，球磨采用的球磨罐为玛瑙罐，磨球为玛瑙球，玛瑙球直径1-5mm，球磨采用的球料比分别为(5-10):1。

优选的，步骤1中，球磨时间为1-15小时。