一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料技术

本发明专利技术公开了一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料，包括，制备碳化硼粗粉：将B2O3粉末原料中加入Al、Mg、Ti金属混合物，碳源为炭黑，混合后在惰性气氛中点火燃烧；将碳化硼粗粉进行高能球磨、酸洗、沉降分级，得到平均粒径为560～600nm的碳化硼细粉，进行热压烧结，得到毛坯碳化硼；将所述毛坯碳化硼进行精密加工。本发明专利技术通过热压烧结制备的碳化硼轴承，碳化硼轴承晶粒≦1.5μm，抗弯强度达到466.7MPa，致密度达到99.9％，具有极高的硬度、良好的耐腐蚀性能及优良的耐磨性能；热压碳化硼轴承坯体不产生裂纹，碳化硼的表面粗糙度达Ra0.1μm，碳化硼轴承用于航天陀螺仪气浮轴承。

A preparation method of boron carbide ceramic material for aerospace gyroscope bearings and its boron carbide ceramic material

【技术实现步骤摘要】
一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料
本专利技术属于碳化硼陶瓷材料
，具体涉及一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料。
技术介绍
碳化硼是一种性能优异的特种陶瓷，由于其具有极好的耐磨性、低密度、高硬度、高温强度好、耐腐蚀性强等优良性能，其典型应用为航天陀螺仪的气浮轴承。这是因为碳化硼质量轻、耐磨性好。航天技术的发展目标是推向深远的外太空，其重要瓶颈是目前普通碳化硼轴承密度低、精度低、力学性能低。提高碳化硼制品的强度和加工精度要求对其生产工艺提出了严重的挑战，目前生产碳化硼的最主要工业化生产方式是采用真空热压烧结炉烧结碳化硼制品，碳化硼真空热压制备在大型飞机等高强度轴承制造领域受到了高度重视。当前碳化硼制品大多采用真空热压烧结的方式制备，主要存在以下问题：(1)真空热压烧结毛坯碳化硼制品，主要靠高温烧结阶段提升产品的致密度，产品的抗弯强度通常不超过400Mpa；(2)且相对密度低于97％，尽管提高高温烧结阶段的温度可以提高密度，但会导致晶粒长大，产品的力学性能会大幅下降；(3)难以达到微米级别的加工精度。如何使得毛坯碳化硼制品具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括，制备碳化硼粗粉：将B2O3粉末原料中加入Al、Mg、Ti金属混合物，碳源为炭黑，混合后在惰性气氛中点火燃烧得到碳化硼粗粉；将碳化硼粗粉进行高能球磨、酸洗、沉降分级，得到平均粒径为560～600nm的碳化硼细粉，进行热压烧结，得到毛坯碳化硼；将所述毛坯碳化硼进行精密加工，首先采用电火花技术对碳化硼制品加工，之后采用超声波加工。

【技术特征摘要】
1.一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括，制备碳化硼粗粉：将B2O3粉末原料中加入Al、Mg、Ti金属混合物，碳源为炭黑，混合后在惰性气氛中点火燃烧得到碳化硼粗粉；将碳化硼粗粉进行高能球磨、酸洗、沉降分级，得到平均粒径为560～600nm的碳化硼细粉，进行热压烧结，得到毛坯碳化硼；将所述毛坯碳化硼进行精密加工，首先采用电火花技术对碳化硼制品加工，之后采用超声波加工。2.如权利要求1所述的航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述Al、Mg、Ti金属混合物，以摩尔比计，Mg：Al：Ti＝18：1：1；所述惰性气氛，为氩气。3.如权利要求1或2所述的航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：以摩尔比计，B2O3：(Mg、Al、Ti混合物)：炭黑＝2：6：1。4.如权利要求1或2所述的航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述高能球磨，为采用球磨机球磨破碎，抽真空后冲入氮气，球磨速度为480～540r/min，时间为32～36h。5.如权利要求1或2所述的航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞迪，熊熠，袁铁锤，周志辉，张梅，牛朋达，谢思遥，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43