一种金属陶瓷复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种金属陶瓷复合材料及其制备方法。制备步骤如下：先将氢化钛粉、超细铝粉、银粉、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉、电解镍粉、氧化亚钴和二氧化硅混合球磨；将混合料过筛，得细粉；将细粉经模具冷压成型；放入高温炉中煅烧；将煅烧好的产物放入破碎机中破碎，再经振筛机振筛后得细粉；将步骤5细粉和蓖麻油、磷酸三钙、丙酸钙、高岭土、硅酸酯、羧甲基纤维素钠、叔丁基对苯二酚、无水乙醇混合球磨；干燥后过筛得粉体；将粉体和铜粉、铁粉混合球磨；进行冷压成型；放入石墨模具中后放入烘箱中充分干燥，然后置入真空烧结炉中煅烧即得。本发明专利技术的金属陶瓷复合材料具有卓越的力学性能，高硬度、高屈服强度，同时又具有良好的韧性和延展性。

A metal ceramic composite and its preparation method

The present invention provides a metal ceramic composite material and a preparation method. The preparation steps are as follows: first hydrogenated titanium powder, superfine powder, silver powder, silicon nitride, silicon carbide, titanium oxide powder, electrolytic nickel powder, cobalt oxide and silica mixed milling; the mixture is sieved to obtain fine powder; the fine powder by cold pressing mould; in the calcination temperature furnace; calcined will be good into the crusher broken by vibration sieve machine vibration sieve after fine powder; step 5 fine powder and castor oil, calcium phosphate, calcium propionate, kaolin, silicate, sodium carboxymethyl cellulose, tert butyl hydroquinone and ethanol milling; after drying sieving to obtain powder; powder copper powder, iron powder and mixed by ball milling; cold pressing; into the graphite mold in the oven after fully dry, and then placed in a vacuum sintering furnace is burning. The metal ceramic composite of the present invention has excellent mechanical properties, high hardness, high yield strength, and good toughness and ductility.

【技术实现步骤摘要】
一种金属陶瓷复合材料及其制备方法
本专利技术涉及金属材料领域，具体涉及一种金属陶瓷复合材料及其制备方法。
技术介绍
伴随着我国社会快速发展的同时，环境污染，能源危机等问题一一显现，并且一步步加剧，人们对依赖于能源副产物的材料的要求也越来越高。传统的金属基复合材料大部分是以铜、铁、镁、铝等金属为基体，由于这些金属密度较小、焰点较低，因此制备成型也相对较为容易。钢铁材料是主要最多的金属材料，具有高强度、高硬度、温度范围广、资源丰富和价格低廉的优势，但在使用过程中，钢铁材料具有易断裂、易磨损和不耐腐烛等劣势，且其性能不易提高，因此，研究开发具有卓越的力学性能，耐高低温同时耐磨损的材料是一种迫切的需要，具有重要的意义。而金属陶瓷复合材料能很好地提高传统金属材料的强度、硬度、耐磨性和耐高温性，同时又具有韧性和延展性，能满足现代工程中极大多数的要求，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种金属陶瓷复合材料，具有卓越的力学性能，高硬度、高屈服强度，同时又具有良好的韧性和延展性。技术方案：一种金属陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：铜粉50-80份、铁粉100-150份、蓖麻油1-3份、高岭土5-10份、丙酸钙1-2份、磷酸三钙0.1-0.2份、氢化钛粉30-40份、超细铝粉15-25份、银粉2-5份、氮化硅1-2份、碳化硅0.5-1份、硅酸酯0.5-1份、氧化钛粉30-40份、电解镍粉5-10份、氧化亚钴0.2-0.5份、二氧化硅0.2-0.5份、羧甲基纤维素钠0.2-0.5份、叔丁基对苯二酚0.1-0.3份、无水乙醇70-100份。进一步优选的，所述的一种金属陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：铜粉65份、铁粉125份、蓖麻油2份、高岭土7.5份、丙酸钙1.5份、磷酸三钙0.15份、氢化钛粉35份、超细铝粉20份、银粉3.5份、氮化硅1.5份、碳化硅0.75份、硅酸酯0.75份、氧化钛粉35份、电解镍粉7.5份、氧化亚钴0.35份、二氧化硅0.35份、羧甲基纤维素钠0.35份、叔丁基对苯二酚0.2份、无水乙醇85份。上述金属陶瓷复合材料的制备方法包括以下步骤：步骤1：将氢化钛粉、超细铝粉、银粉、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉、电解镍粉、氧化亚钴和二氧化硅混合，放入球磨机中球磨10-12小时，球料比为2:1；步骤2：将混合料过200目筛，得细粉；步骤3：将细粉经模具冷压成型，成型压力为15MPa；步骤4：放入高温炉中煅烧，升温速率20-35℃/min，升温至1350-1550℃，保温5-15分钟；步骤5：将煅烧好的产物放入破碎机中破碎，再经振筛机振筛后得50目左右细粉；步骤6：将步骤5细粉和蓖麻油、磷酸三钙、丙酸钙、高岭土、硅酸酯、羧甲基纤维素钠、叔丁基对苯二酚、无水乙醇混合，放入球磨机中以转速200-210r/min球磨10-12小时，球料比为1:1；步骤7：放入烘箱中在温度60-80℃下干燥后过100目筛得粉体；步骤8：将粉体和铜粉、铁粉混合，在滚筒球磨机中以转速190-210r/min球磨5-6小时，球料比为2:1；步骤9：进行冷压成型，压力为160-180MPa；步骤10：放入石墨模具中后放入烘箱中充分干燥，然后置入真空烧结炉中煅烧即得，升温速率20-35℃/min，升温至1000-1400℃，保温60-100分钟。进一步优选的，步骤4中升温速率25-30℃/min，升温至1400-1500℃，保温10分钟。进一步优选的，步骤6中转速为205r/min，球磨时间为11小时。进一步优选的，步骤8中转速为195-205r/min，球磨时间为5.5小时。进一步优选的，步骤10中升温速率25-30℃/min，升温至1100-1300℃，保温70-90分钟。有益效果：本专利技术的金属陶瓷复合材料是一种性能良好的结构材料，具有卓越的力学性能，其维氏硬度最高可达5.54GPa，具有高屈服强度，为375MPa，同时又具有良好的韧性和延展性，其弯曲强度、抗拉强度和伸长率分别可达303MPa、663MPa和7.2％。具体实施方式实施例1一种金属陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：铜粉50份、铁粉100份、蓖麻油1份、高岭土5份、丙酸钙1份、磷酸三钙0.1份、氢化钛粉30份、超细铝粉15份、银粉2份、氮化硅1份、碳化硅0.5份、硅酸酯0.5份、氧化钛粉30份、电解镍粉5份、氧化亚钴0.2份、二氧化硅0.2份、羧甲基纤维素钠0.2份、叔丁基对苯二酚0.1份、无水乙醇70份。上述金属陶瓷复合材料的制备方法为：先将氢化钛粉、超细铝粉、银粉、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉、电解镍粉、氧化亚钴和二氧化硅混合，放入球磨机中球磨10小时，球料比为2:1；将混合料过200目筛，得细粉；将细粉经模具冷压成型，成型压力为15MPa；放入高温炉中煅烧，升温速率20℃/min，升温至1350℃，保温5分钟；将煅烧好的产物放入破碎机中破碎，再经振筛机振筛后得50目左右细粉；将步骤5细粉和蓖麻油、磷酸三钙、丙酸钙、高岭土、硅酸酯、羧甲基纤维素钠、叔丁基对苯二酚、无水乙醇混合，放入球磨机中以转速200r/min球磨10小时，球料比为1:1；放入烘箱中在温度60℃下干燥后过100目筛得粉体；将粉体和铜粉、铁粉混合，在滚筒球磨机中以转速190r/min球磨5小时，球料比为2:1；进行冷压成型，压力为160MPa；放入石墨模具中后放入烘箱中充分干燥，然后置入真空烧结炉中煅烧即得，升温速率20℃/min，升温至1000℃，保温60分钟。实施例2一种金属陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：铜粉60份、铁粉110份、蓖麻油1.5份、高岭土6份、丙酸钙1.2份、磷酸三钙0.13份、氢化钛粉32份、超细铝粉18份、银粉3份、氮化硅1.2份、碳化硅0.6份、硅酸酯0.7份、氧化钛粉33份、电解镍粉6份、氧化亚钴0.3份、二氧化硅0.3份、羧甲基纤维素钠0.3份、叔丁基对苯二酚0.15份、无水乙醇80份。上述金属陶瓷复合材料的制备方法为：先将氢化钛粉、超细铝粉、银粉、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉、电解镍粉、氧化亚钴和二氧化硅混合，放入球磨机中球磨10.5小时，球料比为2:1；将混合料过200目筛，得细粉；将细粉经模具冷压成型，成型压力为15MPa；放入高温炉中煅烧，升温速率25℃/min，升温至14000℃，保温10分钟；将煅烧好的产物放入破碎机中破碎，再经振筛机振筛后得50目左右细粉；将步骤5细粉和蓖麻油、磷酸三钙、丙酸钙、高岭土、硅酸酯、羧甲基纤维素钠、叔丁基对苯二酚、无水乙醇混合，放入球磨机中以转速205r/min球磨10.5小时，球料比为1:1；放入烘箱中在温度65℃下干燥后过100目筛得粉体；将粉体和铜粉、铁粉混合，在滚筒球磨机中以转速195r/min球磨5小时，球料比为2:1；进行冷压成型，压力为165MPa；放入石墨模具中后放入烘箱中充分干燥，然后置入真空烧结炉中煅烧即得，升温速率25℃/min，升温至1100℃，保温70分钟。实施例3一种金属陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：铜粉65份、铁粉125份、蓖麻油2份、高岭土7.5份、丙酸钙1.5份、磷酸三钙0.15份、氢化钛粉35份、超细铝粉20份、银粉3.5份、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属陶瓷复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铜粉50‑80份、铁粉100‑150份、蓖麻油1‑3份、高岭土5‑10份、丙酸钙1‑2份、磷酸三钙0.1‑0.2份、氢化钛粉30‑40份、超细铝粉15‑25份、银粉2‑5份、氮化硅1‑2份、碳化硅0.5‑1份、硅酸酯0.5‑1份、氧化钛粉30‑40份、电解镍粉5‑10份、氧化亚钴0.2‑0.5份、二氧化硅0.2‑0.5份、羧甲基纤维素钠0.2‑0.5份、叔丁基对苯二酚0.1‑0.3份、无水乙醇70‑100份。

【技术特征摘要】
1.一种金属陶瓷复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铜粉50-80份、铁粉100-150份、蓖麻油1-3份、高岭土5-10份、丙酸钙1-2份、磷酸三钙0.1-0.2份、氢化钛粉30-40份、超细铝粉15-25份、银粉2-5份、氮化硅1-2份、碳化硅0.5-1份、硅酸酯0.5-1份、氧化钛粉30-40份、电解镍粉5-10份、氧化亚钴0.2-0.5份、二氧化硅0.2-0.5份、羧甲基纤维素钠0.2-0.5份、叔丁基对苯二酚0.1-0.3份、无水乙醇70-100份。2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铜粉65份、铁粉125份、蓖麻油2份、高岭土7.5份、丙酸钙1.5份、磷酸三钙0.15份、氢化钛粉35份、超细铝粉20份、银粉3.5份、氮化硅1.5份、碳化硅0.75份、硅酸酯0.75份、氧化钛粉35份、电解镍粉7.5份、氧化亚钴0.35份、二氧化硅0.35份、羧甲基纤维素钠0.35份、叔丁基对苯二酚0.2份、无水乙醇85份。3.权利要求1至2任一项所述的一种金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将氢化钛粉、超细铝粉、银粉、氮化硅、碳化硅、氧化钛粉、电解镍粉、氧化亚钴和二氧化硅混合，放入球磨机中球磨10-12小时，球料比为2:1；步骤2：将混合料过200目筛，得细粉；步骤3：将细粉经模具冷压成型，成型压力为15MPa；步骤4：放入高温炉中煅烧，升温速率20-35℃/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金英，
申请(专利权)人：佛山市瑞生通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44