[发明专利]一种松装陶瓷预制体的高通量制备方法

说明书

本发明公开了一种松装陶瓷预制体的高通量制备方法，将高纯钛粉与无机盐混合后加入ZTA陶瓷颗粒，经保温退火处理得到表面镀有钛层的ZTA颗粒；将镀有钛层的ZTA颗粒浸入浸蚀液中进行酸洗；然后放入浸镍液中加热并保温处理；再放入化学镀液中进行磁力搅拌，制得预镀覆Ti‑Ni层的ZTA颗粒，最后将预镀覆Ti‑Ni层的ZTA颗粒与Ni‑Ti合金粉混合后经真空烧结制得蜂窝状结构的松装陶瓷预制体。本发明使用盐浴镀钛，化学镀镍，避免了电镀污染环境，高通量的技术使得生产效率极大的得到了提升，双镀层结构提升了颗粒与基体的结合。

技术领域

本发明属于耐磨材料制备技术领域，具体涉及一种松装陶瓷预制体的高通量制备方法。

背景技术

传统表层复合材料其复合层是呈整层分布在部件表层，这种表面局部复合材料在服役过程中仍存在不足：复合层若含有大量陶瓷颗粒，硬度极高，可显著提高复合材料的耐磨性，但其脆性同时也较大，陶瓷颗粒含量愈高其脆性愈大，在服役过程中可能提前断裂或剥落，严重影响该类复合材料的推广应用；复合层与基体金属宏观结合，由于熔渗过程中液态金属的收缩、以及增强相与基体金属材料物理性能的不匹配，将产生较大的应力，在高冲击载荷下很容易造成复合层沿结合面的剥落，而不能发挥复合层的高耐磨作用。

ZTA颗粒增强钢铁基复合材料由于颗粒增强表层复合材料仍然存在制造成本高，工艺复杂，不好控制，表层脆性大，复合层与基体结合能力有限，目前应用范围还受到很大限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种松装陶瓷预制体的高通量制备方法，制备具有蜂窝状结构表层复合材料。

本发明采用以下技术方案：

一种松装陶瓷预制体的高通量制备方法，将高纯钛粉与无机盐混合后加入ZTA陶瓷颗粒，经保温退火处理得到表面镀有钛层的ZTA颗粒；将镀有钛层的ZTA颗粒浸入浸蚀液中进行酸洗；然后放入浸镍液中加热并保温处理；再放入化学镀液中进行磁力搅拌，制得预镀覆Ti-Ni层的ZTA颗粒，最后将预镀覆Ti-Ni层的ZTA颗粒与Ni-Ti合金粉混合后经真空烧结制得蜂窝状结构的松装陶瓷预制体。

具体的，将钛与无机盐按1：(6～7.5)的质量比混合，加入的ZTA颗粒占钛与无机盐混合物质质量分数的80％。

具体的，保温退火处理具体为：

在850～900℃，经45～135min保温后得到表面镀有钛层的ZTA颗粒。

具体的，钛层的厚度为4～13μm。

具体的，浸蚀液采用浓度37％的盐酸和去离子水混合制得，盐酸和去离子水的体积比1:1，在65～75℃酸洗并保温5～10min。

具体的，浸镍液的pH值为5.0～5.5，包括乙二醇，氟化氢铵，氯化镍，硼酸，冰乙酸和乳酸，乙二醇：氟化氢铵：氯化镍：硼酸：冰乙酸：乳酸的物质的用量比为680～720ml：32～38g：18～22g：45～55g：170～190ml：18～22ml。

具体的，浸镍液的加热温度为50～55℃，保温时间为30～35min。

具体的，调整化学镀液的pH值为11～13，控制加热温度为35～40℃，镀覆2～6h，在ZTA颗粒的表面得到厚度为12～35μm的镍层。

具体的，化学镀液包括硫酸镍，次亚磷酸钠，柠檬酸钠，氯化铵，氢氧化钠和去离子水，硫酸镍：次亚磷酸钠：柠檬酸钠：氯化铵：去离子水的物质的用量比为18～22g：13～17g：6～8g：15～17g：11～13g：余量，溶液体积为1L。

具体的，真空烧结具体为：

自室温以8～10℃/min的升温速度加热至1400～1420℃，然后以4～5℃/min的升温速度加热至1445～1455℃，烧结2～2.5h后随炉冷却。