[发明专利]一种金属陶瓷复合体及其制备方法

说明书

为克服现有的金属陶瓷复合体中，金属件硬度低，并且与陶瓷基体结合力弱，外观性能差的问题，本发明提供了一种金属陶瓷复合体，包括陶瓷基体和金属件；所述陶瓷基体表面具有凹槽，所述金属件填充于所述凹槽内；所述金属件包括锆基合金和位于所述锆基合金内的增强材料，所述增强材料选自W、Mo、Ni、Cr、不锈钢、WC、TiC、SiC、ZrC、ZrO₂、BN、Si₃N₄、TiN、Al₂O₃中的一种或多种；所述金属件表面在LAB色度系下的亮度L值为36.92‑44.07。同时，本发明还公开了上述金属陶瓷复合体的制备方法。本发明提供的金属陶瓷复合体中，金属件表面硬度高，并且与陶瓷基体结合力强，外观性能好。

技术领域

本发明属于金属陶瓷复合材料领域，尤其涉及一种金属陶瓷复合体及其制备方法。

背景技术

金属-陶瓷复合耐磨材料主要应用于冶金、建材、矿山、耐火材料及电力等领域物料破碎及研磨装备中的耐磨件，如辊套、衬板、磨环、磨盘等，是为了满足更高的耐磨性要求而研制开发的，金属-陶瓷复合体的性能取决于金属的性能、陶瓷的性能及两者的结合强度。金属-陶瓷复合体优良的性能使其在很多领域中得到应用。例如，现有研究也用来制备同时具有陶瓷或整体镜面效果和金属哑光效果的金属装饰陶瓷制品，具有良好的耐磨性使其应用广泛。

目前陶瓷-金属复合体的制备方法主要有粉末冶金、共喷射沉积、搅拌混合、挤压铸造、原位生成等。目前的陶瓷-金属复合体制作工艺复杂、成本较高，复合体中陶瓷的位置及体积分数较难控制，陶瓷的分布不均匀，并且复合体中陶瓷和金属的体积比以及陶瓷的分布情况均不能很好的保证材料良好的综合性能和耐磨性能。因此有人提出先对氧化锆-氧化铝复相蜂窝陶瓷进行预处理和表面活化处理，后固定于铸型中，然后采用铸造工艺浇注高温钢铁金属液的方法，但该方法制得的复合体内部会存在气孔，影响复合体的外观，无法用于制作外观件。一般金属装饰的陶瓷制品采用PVD(物理气相沉积法)工艺沉积金属来制备，但得到的金属层非常薄，与陶瓷基体的结合力不高，制备的金属装饰容易磨损，不仅良品率低，而且应用受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的金属陶瓷复合体中，金属件硬度低，并且与陶瓷基体结合力弱，外观性能差的问题，提供一种金属陶瓷复合体。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种金属陶瓷复合体，包括陶瓷基体和金属件；所述陶瓷基体表面具有凹槽，所述金属件填充于所述凹槽内；所述金属件包括锆基合金和位于所述锆基合金内的增强材料，所述增强材料选自W、Mo、Ni、Cr、不锈钢、WC、TiC、SiC、ZrC、ZrO₂、BN、Si₃N₄、TiN、Al₂O₃中的一种或多种；所述金属件表面在LAB色度系下的亮度L值为36.92-44.07。

同时，本发明还提供了上述金属陶瓷复合体的制备方法，包括如下步骤：

S1、将增强材料添加至熔融状态下的锆基合金中，并在保护气氛下混合均匀，得到金属熔液；以所需得到的金属件的总体积为基准，所述增强材料的添加量小于30％；所述增强材料选自W、Mo、Ni、Cr、不锈钢、WC、TiC、SiC、ZrC、ZrO₂、BN、Si₃N₄、TiN、Al₂O₃中的一种或多种；

S2、提供陶瓷基体，所述陶瓷基体表面具有凹槽；将所述金属熔液注入所述凹槽内；冷却后得到金属陶瓷复合体。