一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，按质量百分比计，包括如下组分：硬质相粉末：40～85％NbC，10～50％(Nb,M)C粉末；强化相粉末：5～20％WC，0～20％TiC，0～20％TiN，0～15％Mo2C，0～10％TaC的粉末；粘结相粉末：0～20％Ni，0～20％Mo，0～20％Cr，0～15％Co粉末；晶粒抑制相粉末：0～1.5％ZrC，0～1.5％VC；合金添加剂粉末：0～1.2％炭黑，0～1.2％合金性能强化添加剂；其中，所述硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或几种；本发明专利技术采用NbC作硬质相在配制合金中NbC占其主要硬质相成分，与现有的金属陶瓷合金相比，具有密度较低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金及其制备方法
本专利技术涉及金属陶瓷合金
，具体为一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金及其制备方法。
技术介绍
金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。但是现有的金属陶瓷合金材料密度大，作为航天材料时会加重航天器的重量，需要耗费的能源就更多。本专利技术公开了一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，其与现有的金属陶瓷合金相比，具有密度较低的优点。此外本专利技术还提供一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的不足而提供一种高耐磨强韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，其特征在于，按质量百分比计，包括如下组分：/n硬质相粉末：40～85％NbC，10～50％(Nb,M)C粉末；/n强化相粉末：5～20％WC，0～20％TiC，0～20％TiN，0～15％Mo2C，0～10％TaC的粉末；/n粘结相粉末：0～20％Ni，0～20％Mo，0～20％Cr，0～15％Co粉末；/n晶粒抑制相粉末：0～1.5％ZrC，0～1.5％VC；/n合金添加剂粉末：0～1.2％炭黑，0～1.2％合金性能强化添加剂；/n其中，所述硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或...

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，其特征在于，按质量百分比计，包括如下组分：
硬质相粉末：40～85％NbC，10～50％(Nb,M)C粉末；
强化相粉末：5～20％WC，0～20％TiC，0～20％TiN，0～15％Mo2C，0～10％TaC的粉末；
粘结相粉末：0～20％Ni，0～20％Mo，0～20％Cr，0～15％Co粉末；
晶粒抑制相粉末：0～1.5％ZrC，0～1.5％VC；
合金添加剂粉末：0～1.2％炭黑，0～1.2％合金性能强化添加剂；
其中，所述硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或几种。


2.一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按比例称取相应原料粉末，将称取后的粉末放置于混料机中进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；
S2：将预备原料装入球磨机的研磨硬质合金球磨罐内，进行球磨后获得混合料浆；
S3：将混合料浆干燥后经过200～350目进行滤筛或喷雾制粒；
S4：将过筛后的混合物料直接装入模具中压制成坯料；
S5：先将模压成型的坯料装入低压烧结炉，再启动烧结炉电源，并依次进入加热脱脂阶段、固相烧结阶段、液相烧结阶段；在液相阶段采用低气压条件下烧结，其烧结气氛为Ar气保护，其充入气体压强为2～8MPa，液相烧结结束后进入随炉冷却阶段，然后出炉取出金属陶瓷合金。


3.根据权利要求2所述的一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中研磨介质为已烷或无水乙醇，其占混合料总量的质量分数为0.6～1.7％；所述分散剂为十二烷基苯璜酸、硬质酸或乙索敏，其质量分数为0.2～0.45％；所述成型剂是汽油和橡胶、石蜡、聚乙烯醇、合成橡胶、乙二醇或SBS中一种或几种为溶质，其质量分数为2.3～4.9％。


4.根据权利要求3所述的一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中使用的混料机包括混料罐(1)，所述混料罐(1)的上部为圆筒状，下部为上端为大径端下端为小径端的圆台状结构，所述混料罐(1)通过多个支腿(4)进行支撑，所述混料罐(1)的上端壁上设置有投料管(5)，所述混料罐(1)的下端侧壁上设置有排料机构(2)；所述混料罐(1)中竖直设置有圆管(6)，所述圆管(6)的中心轴线与混料罐(1)的中心轴线共线，所述圆管(6)的上端设置有多个连接杆(7)，各所述的连接杆(7)沿着圆管(6)的圆周方向设置，所述圆管(6)通过各连接杆(7)与混料罐(1)的上端壁上相连，所述圆管(6)的上端与混料罐(1)的上端壁之间具有一定的距离；所述圆管(6)中竖直设置有转轴(8)，所述转轴(8)与圆管(6)的中心轴线共线，所述转轴(8)的圆柱壁上设置有螺旋上料叶片(9)，所述转轴(8)和螺旋上料叶片(9)的上端高于圆管(6)的上端，所述混料罐(1)的底壁上设置有搅拌电机(10)，所述转轴(8)的下端与搅拌电机(10)相连。


5.根据权利要求4所述的一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法，其特征在于，所述圆管(6)的外管壁上设置有分散罩(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠平，郭光富，
申请(专利权)人：河源富马硬质合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44