[发明专利]一种基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料及方法

权利要求书

1.一种基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料，其特征在于，一种VC-Nb-RE-Fe-C结构的多元多相陶瓷晶体，其中VC是碳化钒化合物、Nb是金属铌元素、RE是稀土元素、Fe是金属铁元素、C是碳元素，它与金属基体结合的剖面形状，是一种非规则的锯齿相互咬合状，并以一定厚度完全覆盖于金属基体表面之上。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料，其特征在于，所述金属基体是经过热处理的各种钢材成型件，可以是模具，也可以是管材，也可以是机械零件，也可以是工具，也可以是刀具，也可以是其他钢材成型件，可以通称为加工工件。

3.根据权利要求1所述的基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料，其特征在于，所述的基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法是：

第一步，制作载体熔液制备，将制作载体粉末材料与稀土粉末材料均匀混合以后，置入加工容器中加温至600℃至800℃，在稀土元素的活化作用下，使制作载体粉末材料至熔融状态，其中，制作载体粉末材料与稀土粉末材料的比例是98至92比2至8；

第二步，复合材料熔液制备，将V₂O₅粉末材料、NbC粉末材料、稀土粉末材料分别加入至制作容器中，保持温度600℃至800℃，直至V₂O₅粉末材料、NbC粉末材料、稀土粉末材料、氧还原粉末材料等，它们均匀地悬浮于加工载体熔液中，其中，V₂O₅粉末材料、NbC粉末材料、稀土粉末材料的比例是68至78比22至19比10至3；

第三步，制作碳化钒稀土陶瓷复合材料，将经过表面清洁处理的加工工件，完全置入到制作容器内的混合熔液中，保持温度600℃至800℃，保温时间为2至6小时；

第四步，后续处理，取出加工工件自然冷却或经行相关的热处理操作，最后进行表面抛光处理。

4.根据权利要求3所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法中，所述制作载体粉末材料，是仅作为所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料制作介质，不参与其制作反应的材料，可以是工业硼砂，也可以是工业硼砂与其他中性盐的混合物，也可以是其他可以作为所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料制作介质的其他材料。

5.根据权利要求3所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法中，所述制作容器为特殊耐热合金材料制作，一般为圆桶形，外壁有发热电阻带和保温材料外壳，可以内置搅拌装置。

6.根据权利要求3所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法中，所述稀土粉末材料，是富含重稀土元素的氧化物粉末，可以是三氧化二钇Y₂O₃粉末材料，也可以是三氧化二钪Sc₂O₃粉末材料，也可以是富含其他重稀土元素的氧化物粉末材料。

7.根据权利要求3所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法中，所述氧还原粉末材料，是所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料制作过程中，对氧进行还原的辅助材料，可以是金属铝粉末材料，也可以是其他氧还原剂粉末材料。

8.根据权利要求3所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的制作方法中，所述各种材料的比例、控制温度、保温时间等，是依据所述金属基体材料的结构和组织状况，考虑后续使用的工况及制作所述基于金属基体的碳化钒稀土陶瓷复合材料的目标厚度、性能需求等参数事先设计的。