[发明专利]一种陶瓷钢及其制造方法

说明书

本发明涉及金属陶瓷复合材料技术领域，具体涉及一种陶瓷钢及其制造方法；按重量百分比计，包括以下组分：Al 3.2‑3.8％、Cr 0.8‑1.2％、Co 0.14‑0.18％、Ce 0.5‑0.8％、Y 0.25‑0.28％、Nd 0.05‑0.08％、Mn 1.2‑1.6％、W 0.24‑0.28％、SiC 3.4‑3.8％、SiN₄1.8‑2.2％、CaF₂0.25‑0.29％，余量为Fe及不可避免的杂质；本发明提供了一种陶瓷钢及其制造方法，本发明各元素组分间分布、作用均衡，组织结构致密均匀，金相转化平衡度高，所制造的陶瓷钢具有良好的强度和硬度，耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性更好，而且本发明制备工艺简单、生产成本低廉、安全性高、处理方便、产品质量高，具有较好的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及金属陶瓷复合材料技术领域，具体涉及一种陶瓷钢及其制造方法。

背景技术

金属基复合材料是近几年迅速发展起来的一种高技术的新型工程材料，具有高的比刚度、比强度、优良的高温性能、低的热膨胀系数、良好的耐磨和减摩性，加之其优良的加工性能、成型性能、明显的性价比优势而受到了越来越多的关注。陶瓷钢复合材料作为金属基复合材料中的一种，既具有陶瓷材料高硬度、耐酸碱腐蚀、耐磨的特点，也具有钢铁材料的塑韧性特点。

金属基复合材料的制备方法包括外加增强相和原位自生成两种。外加颗粒增强金属基复合材料的制备方法是将外来的颗粒成分添加到金属基材料中，这种方法所存在的问题有：外加颗粒增强复合材料中外加的颗粒与基体界面的结合力降低，外加颗粒周围会留有气孔裂纹等缺陷从而影响材料性能；增强颗粒在复合材料中所占的比例不高，这就使得材料的硬度、耐磨性等性能不能达到一个高的层次；同时外加颗粒增强复合材料的热力学稳定性差且其制备工艺也较复杂。

综上，基于对陶瓷钢的研究，陶瓷钢材料由于配方和选材材质方面的因素，导致制造的陶瓷钢其性能一般，耐高温性、耐腐蚀性、耐磨性较差，因此亟需研发一种陶瓷钢及其制造方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种陶瓷钢及其制造方法，本发明各元素组分间分布、作用均衡，组织结构致密均匀，金相转化平衡度高，所制造的陶瓷钢具有良好的强度和硬度，耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性更好，而且本发明制备工艺简单、生产成本低廉、安全性高、处理方便、产品质量高，具有较好的市场应用价值。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种陶瓷钢，按重量百分比计，包括以下组分：Al 3.2-3.8％、Cr0.8-1.2％、Co0.14-0.18％、Ce 0.5-0.8％、Y 0.25-0.28％、Nd 0.05-0.08％、Mn 1.2-1.6％、W 0.24-0.28％、SiC 3.4-3.8％、SiN₄1.8-2.2％、CaF₂0.25-0.29％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，一种陶瓷钢，按重量百分比计，包括以下组分：Al 3.4％、Cr 0.8％、Co0.15％、Ce 0.6％、Y 0.26％、Nd 0.05％、Mn 1.3％、W 0.24％、SiC 3.6％、SiN₄1.8％、CaF₂0.27％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，一种陶瓷钢，按重量百分比计，包括以下组分：Al 3.8％、Cr 1.1％、Co0.18％、Ce 0.5％、Y 0.28％、Nd 0.07％、Mn 1.6％、W 0.25％、SiC 3.8％、SiN₄2.1％、CaF₂0.29％，余量为Fe及不可避免的杂质。

一种陶瓷钢的制造方法，包括以下步骤：