一种金属基陶瓷复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属基陶瓷复合材料，包括以下重量份的原料：金属基体58‑64份、陶瓷微粒22‑26份、稀土矿物掺杂蓝晶石4‑8份、SiO22‑4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(65‑85)：(15‑25)：(5‑9):3。本发明专利技术的金属基陶瓷复合材料采用金属基体、陶瓷微粒复配作为基料，稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2作为辅料掺杂，添加稀土矿物掺杂蓝晶石杨式模量提高5GPa，抗弯强度提高19MPa，金属基体制备中采用多种金属原料熔炼，再成型，制备的材料性能明显得到改善。

【技术实现步骤摘要】
一种金属基陶瓷复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种金属基陶瓷复合材料及其制备方法。
技术介绍
金属基复合材料，简称(MMC)是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相人工结合成的复合材料，其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳、石墨及硼等,也可以用金属丝，它与聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料以及碳/碳复合材料一起构成现代复合材料体系，而金属基陶瓷复合材料是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。现有中国专利文献(公开号：CN103667849B)公开了一种金属基陶瓷复合材料及其制造方法和应用，金属基陶瓷复合材料是将基体金属通过挤压铸造技术渗透到陶瓷颗粒之间形成整体金属基陶瓷复合材料，它根据使用需求使基体金属中陶瓷颗粒的体积百分数可在10％～80％的范围内进行调整，该材料强度性能不是很好，仍可进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属基陶瓷复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种金属基陶瓷复合材料，包括以下重量份的原料：金属基体58-64份、陶瓷微粒22-26份、稀土矿物掺杂蓝晶石4-8份、SiO22-4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(65-85)：(15-25)：(5-9):3。作为本专利技术的再进一步方案是：所述金属基陶瓷复合材料包括以下重量份的原料：金属基体61-64份、陶瓷微粒24-26份、稀土矿物掺杂蓝晶石6-8份、SiO23-4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(70-85)：(20-25)：(7-9):3。作为本专利技术的再进一步方案是：所述金属基陶瓷复合材料包括以下重量份的原料：金属基体61份、陶瓷微粒24份、稀土矿物掺杂蓝晶石6份、SiO23份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为70:20:7:3。作为本专利技术的再进一步方案是：所述金属基体的制备方法为：步骤一，称取以下重量百分比原料：镁12-16％、铁21-24％、锌14-16％、钴0.02-0.08％、钛0.16-0.22％、钯0.31-0.35％、钨0.24-0.28％、锑0.35-0.39％、锡0.14-0.16％、余量为铝；步骤二，将步骤一中原料送入熔炼炉中进行熔炼，熔炼15-25min，熔炼温度为750-850℃，随后再送入模具中，冷却形成金属基体。作为本专利技术的再进一步方案是：所述陶瓷微粒为氮化硅陶瓷、氧化硅陶瓷按照重量比3:2组成的混合物。作为本专利技术的再进一步方案是：所述稀土矿物掺杂蓝晶石为稀土矿物、蓝晶石按照重量比3:1组成的混合物。作为本专利技术的再进一步方案是：所述稀土矿物为独居石。作为本专利技术的再进一步方案是：所述蓝晶石粒径为200-300目。本专利技术还提供了一种制备金属基陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将步骤一中原料混合均匀后进行熔炼，随后送入圆柱形模具中进行浇注成型，然后升温至750-850℃下进行保温35-45min，随后冷却至温度为350℃，送入挤压机进行热挤压，即得金属基陶瓷复合材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术的金属基陶瓷复合材料采用金属基体、陶瓷微粒复配作为基料，稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2作为辅料掺杂，添加稀土矿物掺杂蓝晶石杨式模量提高5GPa，抗弯强度提高19MPa，金属基体制备中采用多种金属原料熔炼，再成型，制备的材料性能明显得到改善，金属基体制备中添加锡杨式模量提高10GPa，抗弯强度提高8MPa，实施例3相对于对比例3，抗弯强度提高了33MPa，杨式模量提高了12GPa。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例的一种金属基陶瓷复合材料，包括以下重量份的原料：金属基体58份、陶瓷微粒22份、稀土矿物掺杂蓝晶石4份、SiO22份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为65:15:5:3。本实施例的金属基体的制备方法为：步骤一，称取以下重量百分比原料：镁12％、铁21％、锌14％、钴0.02％、钛0.16％、钯0.31％、钨0.24％、锑0.35％、锡0.14％、余量为铝；步骤二，将步骤一中原料送入熔炼炉中进行熔炼，熔炼15min，熔炼温度为750℃，随后再送入模具中，冷却形成金属基体。本实施例的陶瓷微粒为氮化硅陶瓷、氧化硅陶瓷按照重量比3:2组成的混合物。本实施例的稀土矿物掺杂蓝晶石为稀土矿物、蓝晶石按照重量比3:1组成的混合物。本实施例的稀土矿物为独居石。本实施例的蓝晶石粒径为200目。本实施例的一种制备金属基陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将步骤一中原料混合均匀后进行熔炼，随后送入圆柱形模具中进行浇注成型，然后升温至750℃下进行保温35min，随后冷却至温度为350℃，送入挤压机进行热挤压，即得金属基陶瓷复合材料。实施例2：本实施例的一种金属基陶瓷复合材料，包括以下重量份的原料：金属基体64份、陶瓷微粒26份、稀土矿物掺杂蓝晶石8份、SiO24份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为85:25:9:3。本实施例的金属基体的制备方法为：步骤一，称取以下重量百分比原料：镁16％、铁24％、锌16％、钴0.08％、钛0.22％、钯0.35％、钨0.28％、锑0.39％、锡0.16％、余量为铝；步骤二，将步骤一中原料送入熔炼炉中进行熔炼，熔炼25min，熔炼温度为850℃，随后再送入模具中，冷却形成金属基体。本实施例的陶瓷微粒为氮化硅陶瓷、氧化硅陶瓷按照重量比3:2组成的混合物。本实施例的稀土矿物掺杂蓝晶石为稀土矿物、蓝晶石按照重量比3:1组成的混合物。本实施例的稀土矿物为独居石。本实施例的蓝晶石粒径为300目。本实施例的一种制备金属基陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将步骤一中原料混合均匀后进行熔炼，随后送入圆柱形模具中进行浇注成型，然后升温至850℃下进行保温45min，随后冷却至温度为350℃，送入挤压机进行热挤压，即得金属基陶瓷复合材料。实施例3：本实施例的一种金属基陶瓷复合材料，包括以下重量份的原料：金属基体61份、陶瓷微粒24份、稀土矿物掺杂蓝晶石6份、SiO23份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为70:20:7:3。本实施例的金属基体的制备方法为：步骤一，称取以下重量百分比原料：镁14％、铁22.5％、锌15％、钴0.05％、钛0.19％、钯0.33％、钨0.26％、锑0.37％、锡0.15％、余量为铝；步骤二，将步骤一中原料送入熔炼炉中进行熔炼，熔炼20min，熔炼温度为800℃，随后再送入模具中，冷却形成金属基体。本实施例的陶瓷微粒为氮化硅陶瓷、氧化硅陶瓷按照重量比3:2组成的混合物。本实施例的稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属基陶瓷复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：金属基体58‑64份、陶瓷微粒22‑26份、稀土矿物掺杂蓝晶石4‑8份、SiO22‑4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(65‑85)：(15‑25)：(5‑9):3。

【技术特征摘要】
1.一种金属基陶瓷复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：金属基体58-64份、陶瓷微粒22-26份、稀土矿物掺杂蓝晶石4-8份、SiO22-4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(65-85)：(15-25)：(5-9):3。2.根据权利要求1所述的一种金属基陶瓷复合材料，其特征在于，所述金属基陶瓷复合材料包括以下重量份的原料：金属基体61-64份、陶瓷微粒24-26份、稀土矿物掺杂蓝晶石6-8份、SiO23-4份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为(70-85)：(20-25)：(7-9):3。3.根据权利要求2所述的一种金属基陶瓷复合材料，其特征在于，所述金属基陶瓷复合材料包括以下重量份的原料：金属基体61份、陶瓷微粒24份、稀土矿物掺杂蓝晶石6份、SiO23份，其中金属基体、陶瓷微粒、稀土矿物掺杂蓝晶石、SiO2物质的质量比为70:20:7:3。4.根据权利要求1所述的一种金属基陶瓷复合材料，其特征在于，所述金属基体的制备方法为：步骤一，称取以下重量百分比原料：镁12-16％、铁21-24％、锌14-16％、钴0.02-0....

【专利技术属性】
技术研发人员：万明军，
申请(专利权)人：合肥岑遥新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34