[发明专利]一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将铁基金属合金粉末与碳源和/或硼源混合，获得合金粉末A，将陶瓷粉末B表面镀覆金属获得过镀层陶瓷粉末C，然后将合金粉末A、陶瓷粉末B、过镀层陶瓷粉末C分别与粘结剂进行混炼、制粒；分别得到A喂料、B喂料、C喂料，然后将A喂料、C喂料、B喂料依次注射入模具中，获得注射生坯，溶剂脱脂获得溶脱坯，进行温等静压处理获得生坯，生坯热脱预烧、热等静压烧结即得金属-陶瓷复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁基合金粉末的粒径为5～30μm，所述合金粉末A中，碳源和/或硼源的质量分数为0.1～1％。

3.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述陶瓷粉末B的平均粒度为25～100nm，所述过镀层陶瓷粉末C中的表面金属镀层的厚度为5-15nm，所述金属镀层中的金属选自Ti、Ni、Cr中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：

所述粘结剂按质量百分比计，组成如下：石蜡40～50％；聚丙烯15～20％；高分子聚合蜡20～35％；硬脂酸1-3％；稀乙烯一丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3～5％。

5.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：

所述A喂料、B喂料、C喂料中，粘结剂所占体积分数均为40％～60％；

制备A喂料、B喂料、C喂料时，混炼的温度均为100～120℃，时间均为1～4h，混炼机转速均为80～120r/min；

所述A喂料、C喂料、B喂料依次注射入模具时，注射温度均为80～100℃、注射压力均为50～80MPa、注射速度均为40～80g/s、模具温度为60～80℃。

6.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述注射生坯中，C喂料的厚度为0.1～0.3㎜。

7.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：溶剂脱脂将注射生坯中70～80％的粘结剂脱除获得溶脱坯，所述溶剂脱脂的溶剂选自正庚烷、正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷和三氯乙烷中的至少一种，所述溶剂脱脂的时间为6-10h。

8.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述温等静压处理时，温度为160℃-180℃，以2～6MPa/s的升压速度升至300～400MPa，保压1～5min再泄压，并控制降压速度为2～6MPa/s。

9.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述热脱预烧过程为：以5～10℃/min的速度加热至200～250℃保温1～2h，然后以5～10℃/min的速度加热至450～500℃保温1～2h，再以5～8℃/min的速度加热至700～800℃保温1～2h后，最后以3～5℃/min的速度加热至1200～1400℃保温2～3h后随炉冷。

10.根据权利要求1所述的一种高性能金属-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述热等静压烧结在保护气氛下进行，所述热等静压烧结的温度1200～1400℃，压力为100～200MPa。