【技术实现步骤摘要】
本申请涉及材料领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法、零件、转轴、折叠屏和电子设备。
技术介绍
1、金属注射成型(metal injection molding，mim)工艺可用于制备各种小型精密结构件，其中，折叠电子设备，例如折叠手机的转轴，大部分零部件均为mim件。折叠手机的转轴用mim件一般采用不锈钢或高强钢制备，例如17-4ph、420w等钢材。随着折叠手机轻薄化的发展，其转轴也需向轻量化的方向转变，转轴的零件尺寸变小，摩擦副接触面积随之变小，零件材料耐磨性能不足的问题越来越突出，因此，目前的转轴用mim钢材已不能满足耐磨性的要求。例如，在折叠手机的开合过程中，由于材料耐磨性不足，转轴零件会不断磨损，导致其结构发生变化，长时间开合后，转轴开合阻尼力下降，折叠手机弯折手感变差，严重者可损坏折叠手机的开合功能，进而影响消费者体验。因此，现有的mim钢材已无法满足转轴在轻量化后对高强度和高耐磨性要求，进而影响折叠设备的可靠性。
技术实现思路
1、本申请提供了一种复合材料及其制备方法、零件、转轴、折叠屏和电子设备，该复合材料在具有高强度的基础上还具有较高的耐磨性能，可应用于需要高强度高耐磨性能的转轴零件，以提高折叠设备的可靠性。
2、第一方面，本申请提供一种复合材料，该复合材料包括基材和设于基材至少部分表面的耐磨层；其中，基材的屈服强度大于等于1500mpa；耐磨层含有硬质相和粘结相，耐磨层的硬度大于等于900hv，耐磨层中，硬质相的质量占比为70～90％，粘结相的质量
3、本申请提供的复合材料，基材的屈服强度大于等于1500mpa，其可为复合材料提供高强度，耐磨层包括质量占比70～90％的硬质相，该耐磨层的硬度大于等于900hv，由此，耐磨层可为复合材料提供高硬度。其中，耐磨层中的粘结相一方面对硬质相起到粘结作用，使硬质相形成一个完整的结构层，另一方面，粘结相与基体中至少存在三种相同组成元素，这样，可增加基材和耐磨层的相容性，减少基材和耐磨层之间的界面缺陷，避免界面处产生裂纹，进而可提高基体与耐磨层之间的结合强度。该复合材料可应用于制作表面需要耐磨、基体需要高强韧的精密零件，例如折叠手机转轴的关键部件，利用该复合材料制作的转轴零件，既具有较高的基体强度，又具有优异的耐磨性能，从而可提高转轴的可靠性和使用寿命。
4、在一种可能的实现方式中，基材的断后伸长率大于等于5％。这样，基材在具体由高强度的同时，还具有较高的韧性，以更有利于制备承力结构件。
5、在一种可能的实现方式中，各相同组分元素之间在粘结相中的质量比与在基材中的质量比相近或相同。示例性地，各相同组分元素之间在粘结相中的质量比与各相同组分元素之间在基材中的质量比相差在3％以内。这样，可进一步提高耐磨层与基材之间的共熔性，通过对复合材料的微观结构分析可知，当粘结层与基材存在至少3种相同组分元素，且相同组分元素的配比在粘结层和基材中的相同或相近时，耐磨层和基材之间可形成较好的冶金结合界面，界面结合处可无裂纹存在。
6、在一种可选的实现方式中，以基材的重量百分比计，基材的组分包括：co 7～11％、cr 8～9％、ni 6～7％、mo 5.5～6.5％、nb 0.1～1％、c≤0.1％、以及余量的fe和不可避免的杂质。该组分的合金为高强度合金，其屈服强度≥1500mpa，断后伸长率≥5％，以提供高强度和高韧性的基材。
7、在一种可选的实现方式中，粘结相的组分包括钴元素、铬元素、镍元素、钼元素、铌元素或铁元素中的至少三种。
8、在一种可选的实现方式中，粘结相的组分包括钴元素和铬元素，钴元素和铬元素的总含量在耐磨层中的质量占比≥7.2％。其中，钴元素和铬元素对硬质相颗粒有良好的界面浸润性，对硬质相能起到良好的粘结作用，可有效提高耐磨层中各组分之间的结合强度。另外，钴元素和铬元素控制在7.2％及以上，可以降低耐磨层的脆性，减小耐磨层在使用工况中出现脆性开裂的风险。
9、在一种可选的实现方式中，粘结相的组分包括镍元素和钼元素中的至少一种，且镍元素和钼元素的总含量在耐磨层中的质量占比≥2.8％。其中，镍元素和钼元素对硬质相颗粒也有良好的界面浸润性，对硬质相能起到良好的粘结作用，可有效提高耐磨层中各组分之间的结合强度。另外，钼元素还能够促进镍元素和硬质相的界面浸润性，进一步提高耐磨层的致密性和强韧性。
10、在一种可选的实现方式中，粘结相的组分包括以下组合中的至少一种：co-cr-mo、co-cr-ni、co-cr-ni-mo、或co-cr-ni-mo-fe；当粘结相为co-cr-ni-mo-fe时，co、cr、ni、mo和fe的含量按等原子比进行控制。上述组分的粘结相，既可对硬质相起到良好的浸润效果，以提高耐磨层中硬质相和粘结相之间的结合强度，又可与基材形成良好的相容性，进而可进一步提高耐磨层与基材之间的结合强度。
11、在一种可选的实现方式中，硬质相的组成包括碳化钨。选择碳化钨作为硬质相，可显著提高耐磨层的耐磨性能。在一种可选的实现方式中，碳化钨为粉末状，其粒径为0.5～5μm。将碳化钨的粒径控制在上述范围内，可有利于提高耐磨层的致密度。
12、在另一种可选的实施方式中，硬质相的组成还包括碳化钽、碳化钛或碳化铌中的至少一种，且碳化钽、碳化钛和碳化铌的总添加量在耐磨层中的质量占比≤3％。添加碳化钽、碳化钛或碳化铌可起到细化晶粒的作用，进而提高耐磨层的强度和韧性，以进一步提高耐磨层的耐磨性能。在一种可选的实现方式中，碳化钽、碳化钛或碳化铌的粒径均小于1μm，且其粒径应小于碳化钨的粒径，利用该粒径的碳化钽、碳化钛或碳化铌作为辅助硬质相，可有利于提高耐磨层的致密度，进一步提高耐磨层的耐磨性能。
13、在一种可选的实现方式中，耐磨层通过中间过渡层设于基材的至少部分表面，其中，中间过渡层的组分与粘结相的组分相同。中间过渡层的厚度可为0.1～3mm。通过在耐磨层和基材之间设置中间过渡层，可有助于提高耐磨层和基材之间的结合强度。
14、第二方面，本申请提供一种复合材料的制备方法，该制备方法包括：利用金属注射成型方法或粉末冶金方法在基材的至少部分表面形成耐磨层，得到复合材料。
15、本申请可利用金属注射成型方法或粉末冶金方法制备形成复合材料，其中，可利用金属注射成型方法制备各种结构复杂的精密零部件，使其需要耐磨的部位具有极佳的耐磨性能，而基材则具有高强度和高韧性，以便于制作承力构件。而对于结构相对简单的结构件，还可利用粉末冶金的方法制备。
16、在一种可选的实现方式中，利用金属注射成型方法在基材的至少部分表面形成耐磨层，包括：分别将基材喂料和耐磨喂料进行金属注塑形成复合生坯，其中，复合生坯包括基材生坯和设于基材生坯至少部分表面的耐磨生坯；复合生坯经脱脂、烧结和热处理，得到复合材料。通过金属注射形成复合生坯，可便于制作各种形状的零部件，尤其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，包括基材和设于所述基材至少部分表面的耐磨层，其中，
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，各所述相同组分元素之间在所述粘结相中的质量比与各所述相同组分元素之间在所述基材中的质量比相差在3％以内。
3.根据权利要求1-2任一项所述的复合材料，其特征在于，以所述基材的重量百分比计，所述基材的组分包括：Co 7～11％、Cr 8～9％、Ni 6～7％、Mo 5.5～6.5％、Nb 0.1～1％、C≤0.1％、以及余量的Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括钴元素、铬元素、镍元素、钼元素、铌元素或铁元素中的至少三种。
5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括所述钴元素和所述铬元素，所述钴元素和所述铬元素的总含量在所述耐磨层中的质量占比≥7.2％。
6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括所述镍元素和所述钼元素中的至少一种，且所述镍元素和所述钼元素的总含量在所述耐磨层中的质量占比≥2.8％。
7.根据权利要求4-6任一项所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括以下组合中的至少一种：Co-Cr-Mo、Co-Cr-Ni、Co-Cr-Ni-Mo、或Co-Cr-Ni-Mo-Fe；当所述粘结相为Co-Cr-Ni-Mo-Fe时，所述Co、所述Cr、所述Ni、所述Mo和所述Fe的含量按等原子比控制。
8.根据权利要求1-7任一项所述的复合材料，其特征在于，所述硬质相的组成包括碳化钨。
9.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述硬质相的组成还包括碳化钽、碳化钛或碳化铌中的至少一种，且所述碳化钽、所述碳化钛和所述碳化铌的总添加量在所述耐磨层中的质量占比≤3％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的复合材料，其特征在于，所述耐磨层通过中间过渡层设于所述基材的至少部分表面，其中，所述中间过渡层的组分与所述粘结相的组分相同。
11.根据权利要求10所述的复合材料，其特征在于，所述中间过渡层的厚度为0.1～3mm。
12.一种如权利要求1-11任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，利用金属注射成型方法在所述基材的至少部分表面形成所述耐磨层，包括：
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，形成所述复合生坯包括：
15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，利用粉末冶金方法在所述基材的至少部分表面形成所述耐磨层，包括：
16.根据权利要求12-15任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述基材的至少部分表面形成中间过渡层，并在所述中间过渡层的表面形成所述耐磨层，得到所述复合材料。
17.一种通过如权利要求12-16任一所述的制备方法得到的所述复合材料。
18.一种零件，其特征在于，所述零件利用如权利要求1-11以及17任一项所述的复合材料制备形成。
19.一种转轴，其特征在于，包括如权利要求18所述的零件。
20.一种折叠屏，其特征在于，包括如权利要求19所述的转轴。
21.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求20所述的折叠屏。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括基材和设于所述基材至少部分表面的耐磨层，其中，
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，各所述相同组分元素之间在所述粘结相中的质量比与各所述相同组分元素之间在所述基材中的质量比相差在3％以内。
3.根据权利要求1-2任一项所述的复合材料，其特征在于，以所述基材的重量百分比计，所述基材的组分包括：co 7～11％、cr 8～9％、ni 6～7％、mo 5.5～6.5％、nb 0.1～1％、c≤0.1％、以及余量的fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括钴元素、铬元素、镍元素、钼元素、铌元素或铁元素中的至少三种。
5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括所述钴元素和所述铬元素，所述钴元素和所述铬元素的总含量在所述耐磨层中的质量占比≥7.2％。
6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括所述镍元素和所述钼元素中的至少一种，且所述镍元素和所述钼元素的总含量在所述耐磨层中的质量占比≥2.8％。
7.根据权利要求4-6任一项所述的复合材料，其特征在于，所述粘结相的组分包括以下组合中的至少一种：co-cr-mo、co-cr-ni、co-cr-ni-mo、或co-cr-ni-mo-fe；当所述粘结相为co-cr-ni-mo-fe时，所述co、所述cr、所述ni、所述mo和所述fe的含量按等原子比控制。
8.根据权利要求1-7任一项所述的复合材料，其特征在于，所述硬质相的组成包括碳化钨。
9.根据权利要求8所述的复合材...
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