[发明专利]一种Mo2NiB2基金属陶瓷的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷的制备技术，特别涉及一种由硬质相(体积百分数约为60％-80％)和粘结相组成的金属陶瓷制备方法。

背景技术

Mo₂NiB₂基金属陶瓷(由硬质相Mo₂NiB₂和粘结相Ni组成，其中硬质相体积百分数一般控制在60％-80％之间)具有优异的综合性能，在耐磨、耐蚀等领域具有广泛的应用前景，如可用在高硬、耐磨蚀切割刀具、钻头、采矿机械等领域。与传统用Wo-WC硬质合金相比，Mo₂NiB₂基金属陶瓷具有明显的性价比优势，因此，被认为是Wo-WC硬质合金的非常合适的替代材料。Mo₂NiB₂基金属陶瓷在日本作为耐磨耐蚀部件，已成功应用在注射成型机、铜的热挤压模、海水泵轴承等领域，而我国主要集中在如何将Mo₂NiB₂作为硬质涂层在钢基体方面，以及如何提高其性能方面也有诸多报道。目前主要是由于Mo₂NiB₂基金属陶瓷制备成本较高、生产周期较长、性能还不能达到国外如日本的水平，因此，严重制约了其推广应用。

近年来，在国外如日本东洋钢钣株式会社的研究人员提出了一种“反应硼化烧结”的方法，即以二元硼化物(如MoB、NiB、Ni₂B等)和金属粉体制备出了Mo₂NiB₂基金属陶瓷。该方法所采用的二元硼化物价格均较高，若能找到一种价格较低的硼化物来取代这几种化合物，显然对降低生产成本具有重要意义。

中国专利CN102191393A提出了一种采用Mo粉、Ni粉和B粉通过球磨混粉且成浆(加入无水乙醇或丙酮作为分散剂)，且通过干燥处理后在1150-1600℃下烧结而成的方法，明显制备过程较长。还有，该方法由于采用三组分金属粉体进行混合，显然对粉体的混匀性要求较高，否则烧结而成Mo₂NiB₂基金属陶瓷组织不均匀无法满足其性能要求，另外，该方法烧结温度较高，无疑会增加生产成本，限制其推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产周期短且工艺较简单的制备Mo₂NiB₂基金属陶瓷的方法。

为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种Mo₂NiB₂基金属陶瓷的制备工艺，其特征在于，包括下述步骤：

(1)选用纯度不低于99％的Ni₃B₄粉和Mo粉为原料，按重量比Ni₃B₄：Mo＝(0.2-0.6)：(0.8-0.4)，称重后装入球磨罐中并抽真空及充氩气；

(2)将球磨罐放入球磨机球磨时间3-7小时,取出混合粉体充填到金属模具中，在10-30MPa下模压成型；

(3)将模压成型的坯体放入真空烧结炉中进行无压烧结，真空度为10^-1Pa，烧结温度为710℃～1130℃，不作保温处理，随炉冷却，得到Mo₂NiB₂基金属陶瓷。

上述工艺中，所述Ni₃B₄粉和Mo粉的粒度均≤300μm。所述真空球磨的真空度为10^-1Pa。所述无压烧结的升温速度为30℃-50℃/分钟。

本发明制备Mo₂NiB₂金属陶瓷的工艺过程简单，成本低廉；所制备的Mo₂NiB₂基金属陶瓷主要力学性能指标良好(最高抗弯强度达1870MPa，最高硬度达88.1HRA)。可以用于磨损、腐蚀和磨蚀交互作用的严酷工况。

附图说明

图1为本发明实施例3所制得的Mo₂NiB₂基金属陶瓷断口形貌SEM照片。

具体实施方式

实施例1