[发明专利]一种用于制作阀体的金属陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属陶瓷领域，具体涉及一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法。

背景技术

由于金属陶瓷具有高硬度、高强度、耐磨损、耐高温等优点，在国防及民用领域有着非常广阔的发展前景。硬质合金是工业应用最早、用量最大的一类金属陶瓷，在切削工具、磨具、耐磨、耐热、耐蚀等方面得到广泛应用，并由此促进了以氧化物、硼化物、氮化物、碳氮化物陶瓷相为硬质相的金属陶瓷的发展。目前，金属陶瓷的主要制品有刀具、磨具、磁性材料加热元件、耐磨轴承、耐腐蚀部件被广泛应用在冶金生产、涡轮机制造及火箭技术上。金属陶瓷的硬度和抗弯强度是考察金属陶瓷性能的两个重要参数，常规的金属陶瓷硬度和抗弯强度较低，专利授权公告号为CN101871070的发明公开了一种金属陶瓷复合材料，复合材料包括钛铁矿粉、铝粉、石墨，其具有较高的硬度和抗弯强度。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：

碳化锶 5~15份，

碳化钛 5~15份，

氮化硅 10~20份，

氮化硼3~5份，

电熔莫来石 2~10份，

钨粉 10~20份，

铬粉 1~5份，

镍粉 0.5~6份，

氧化镁 2~8份，

二氧化锆2~4份。

作为优选，所述的用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：

碳化锶 8~12份，

碳化钛 8~12份，

氮化硅 14~16份，

氮化硼4~5份，

电熔莫来石 5~8份，

钨粉 12~16份，

铬粉 2~3份，

镍粉 2~4份，

氧化镁 3~5份，

二氧化锆2~3份。

作为优选，所述碳化锶、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm。

作为优选，所述电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为2~4∶1。

一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1） 按重量分别取，碳化锶 5~15份，碳化钛 5~15份，氮化硅 10~20份，氮化硼3~5份，电熔莫来石 2~10份，钨粉 10~20份，铬粉 1~5份，镍粉 0.5~6份，氧化镁 2~8份，二氧化锆2~4份。将上述成分先进行预混合，混合后再进行高速混合；（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨；（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中进行热压，冷却后为高强度金属陶瓷。

作为优选，步骤（1）中高速混合在高速混合机中进行，高速混合机转速为 200r/min，混合时间为 15min~35min。

作为优选，步骤（2）中球磨时球料比为 40:1~70:1，球磨机转速为 150~180r/min，球磨时间为 1.5~4.5h 。

作为优选，步骤（3）具体为球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温30~50min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为820~860℃，再保温20min~40min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1220~1360℃，烧结时间为2~3h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。

本发明的有益效果是：

本发明的合金陶瓷配方中加入了多种金属、氮化物、碳化物及氧化物，这些物质在金属陶瓷的性能中发挥了协同作用，共同提高了制备的金属陶瓷的机械强度和硬度等。本发明提供的用于制作阀体金属陶瓷具有重量轻、硬度高、良好的抗压强度和抗弯强度的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1：

一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶 15份，碳化钛 5份，氮化硅 20份，氮化硼3份，电熔莫来石 2份，钨粉 20份，铬粉 1份，镍粉6份，氧化镁 2份，二氧化锆4份。其中，碳化锶 、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm，电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为4∶1。