[发明专利]一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢‑氧化铝基陶瓷复合材料，包括不锈钢粉末、氧化铝基陶瓷粉末及粘结剂，其中，氧化铝基陶瓷粉末包括下述质量百分比的成分：二氧化硅2～6％，碳化硅0.5～2.5％，二氧化锆1.5～3.5％，氧化镁0.2～0.9％，余量为氧化铝；所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为12.8～16.5％，镍为6.2～9.5％，铜为1.5～3.8％，锰为1～3％，钪0.05～0.2％，余量为铁；所述粘结剂的质量百分比为3～5％。本发明还公开了一种不锈钢‑氧化铝基陶瓷复合材料的制备方法，包括配料、压制及焙烧等过程。本发明中的不锈钢‑氧化铝基陶瓷复合材料具有强度高、致密度好的优点。

技术领域

本发明涉及不锈钢材料技术领域，特别是涉及一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷增强复合材料由于其增强相成本低、微观结构均匀、材料性能各向同性、可以采用传统的金属加工工艺进行加工，因此引起了人们的广泛关注。316L不锈钢由于具有无磁性、良好的焊接性能及抗蚀性能，在机械、化工、石油、轻工，特别是海洋工程等领域得到广泛使用。然而316L不锈钢属于奥氏体不锈钢，由于本身是固溶体，而且含碳量较低，碳等元素都被固溶在晶格里，冷却时不发生相变，不能通过常用的热处理方式提高其强度和硬度，因此，普通的316L不锈钢强度和硬度都较低，在某些高强度工作条件下往往容易发生破坏，使其在承受较重负荷及对强度有较高要求的设备和部件上的使用受到限制。

为此，有必要针对上述问题，提出一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料，包括不锈钢粉末、氧化铝基陶瓷粉末及粘结剂，其中，氧化铝基陶瓷粉末包括下述质量百分比的成分：二氧化硅2～6％，碳化硅0.5～2.5％，二氧化锆1.5～3.5％，氧化镁0.2～0.9％，余量为氧化铝；所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为12.8～16.5％，镍为6.2～9.5％，铜为1.5～3.8％，锰为1～3％，钪0.05～0.2％，余量为铁；所述粘结剂的质量百分比为3～5％。

优选的，所述不锈钢基体的质量百分比为72～80％，所述氧化铝基陶瓷粉末的质量百分比为15～25％。

优选的，所述不锈钢基体的质量百分比为75～78％，所述氧化铝基陶瓷粉末的质量百分比为17～22％。

优选的，所述不锈钢粉末包括下述质量百分比的成分：铬为14～15％，镍为7～8.2％，铜为2.6～3.2％，锰为1.5～2.5％，钪0.08～0.18％，余量为铁。

优选的，所述钪为0.15％。

本发明还提供一种不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取下述质量百分比的原料：不锈钢72～80％，氧化铝基陶瓷粉末15～25％，球磨混合48～60h，干燥，采用0.1mm的筛网过筛，得到筛分后的混合粉末；

(2)向上述混合粉末中加入质量百分比为3～5％的粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆料；

(3)将上述混合浆料烘干，于50～100MPa的压力条件下进行压制，以50℃/min的速率升温至1000℃，保温1～2h，再以相同的速率升温至1450℃，保温1～2h，得到不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的不锈钢-氧化铝基陶瓷复合材料中，氧化铝基陶瓷粉末均匀地分散在不锈钢基体中，具有强度高、致密度好的优点。

具体实施方式