The present invention relates to a method of nitride three yuan layered ceramic parts of a fibre reinforced, through the introduction of fiber in the MAX phase of three yuan layered ceramic reinforced phase after sintering, the prepared fiber reinforced three layered ceramic composite materials, after nitriding effective nitride layer thickness is 0.05 ~ 0.25mm. The parts manufactured by the invention, such as gears, bearings, etc., can be used for manufacturing parts with high temperature above 450 DEG C, and the utility model has the advantages of good processing technology and shock resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强三元层状陶瓷零件的表面氮化方法
本专利技术涉及一种氮化方法,尤其是一种纤维增强三元层状陶瓷零件的氮化方法。
技术介绍
航空发动机传动系统零件多为钢制材料,受材质属性限制,其最高服役温度大约在430℃左右。随着航空发动机性能的不断提升,钢制零件的环境使用温度也不断提高,原有钢制齿轮、轴承等零件已不能满足使用要求。Si3N4、ZrO2、塞隆(SiAlON)等陶瓷材料在高温环境下表现出良好的力学性能,可以满足在高温环境下服役的要求,但这类材料常温下硬度高且脆性大,无法进行铣削等机械加工,即便制造出此类陶瓷零件,由于其模量高、耐冲击性极差,无法满足航空发动机传动系统零件高可靠性的实际工程要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强三元层状陶瓷零件的表面氮化强化方法,以三元层状MAX相为基体,以纤维为增强相,经过热压烧结后,制备出陶瓷批体,待机械加工成实际零件后,进行高温氮化强化,改善三元层状陶瓷材料相对较低的硬度和高温蠕变抗力,满足陶瓷零件在室温下兼具一定的可机械加工性能的同时,在高温环境下具有良好力学性能,通过氮化处理,在陶瓷零件表面生成致密的高模量氮化物陶瓷膜层,改善零件的耐蚀性和耐磨性。本专利技术中以Ti3AlC2为代表的Mn+1AXn相陶瓷基体,包括Ti4AlC3、Ti3SiC2、Ti3AlC2、Ti2AlC、Ti2AlN、Ti2SnC、Ti4AlN3、Ta4AlC3、Nb2AlC、Cr2AlC、Ta2AlC等。本专利技术的具体技术方案是,所述的纤维增强三元层状陶瓷零件制备方法包括以下步骤:1、MAX相块体陶瓷材料经过球磨后制备成MAX ...
【技术保护点】
一种纤维增强三元层状陶瓷零件的氮化方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1)MAX相块体陶瓷材料经过球磨后制备成MAX相陶瓷粉体,取30目以上的粉体备用;2)在所述的粉末中加入与MAX相材料粉末体积分数比为(0.5~30):(70~99.5)的纤维,所述的纤维为碳纤维、SiC纤维、SiO2纤维、BN纤维、AlBO4中的一种或多种,纤维可以是长纤维,也可以是短纤维;3)MAX相材料粉末和纤维混合后,进行烧结,烧结温度在1100~1600℃,烧结压力为20~40MPa,烧结时间为1~4h,形成毛坯;4)将毛坯加工成零件;5)对零件进行表面氮化,所述的氮化方法包括以下步骤:a.将零件置于钛合金离子氮化炉的阴极上,将氮化炉抽真空至30Pa以下后,开始氮化;b.氮化过程中,氮化炉的升温速率为0.5~5℃/min,升温至350~600℃时保温1~2h;c.保温结束后,通入氮源气体,所述的氮源气体包括氨气、氮气、氮气和氩气的混合气或氮气和氢气的混合气中的一种;氮源气体的混合比见下表所示:
【技术特征摘要】
1.一种纤维增强三元层状陶瓷零件的氮化方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1)MAX相块体陶瓷材料经过球磨后制备成MAX相陶瓷粉体,取30目以上的粉体备用;2)在所述的粉末中加入与MAX相材料粉末体积分数比为(0.5~30):(70~99.5)的纤维,所述的纤维为碳纤维、SiC纤维、SiO2纤维、BN纤维、AlBO4中的一种或多种,纤维可以是长纤维,也可以是短纤维;3)MAX相材料粉末和纤维混合后,进行烧结,烧结温度在1100~1600℃,烧结压力为20~40MPa,烧结时间为1~4h,形成毛坯;4)将毛坯加工成零件;5)对零件进行表面氮化,所述的氮化方法包括以下步骤:a.将零件置于钛合金离子氮化炉的阴极上,将...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙振淋,辛玉武,段小明,刘慧,许建武,徐奉鑫,吴彦芬,曲延龙,王忠明,齐智超,
申请(专利权)人:哈尔滨东安发动机集团有限公司,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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