[发明专利]一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法

说明书

本发明属于耐磨材料技术领域，特别涉及一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法。一种金属陶瓷复合耐磨材料，首先将碳化硅颗粒、高岭土、金属硅粉、助剂与结合剂一起制备多孔碳化硅陶瓷基板，然后将高温熔融金属材料浇注到多孔碳化硅陶瓷基板上制得，本发明将金属的韧性、抗弯性，与陶瓷的高硬度、高耐磨、耐腐蚀和抗氧化性能有机结合，其整体的强度、抗冲击韧性和耐磨性均有极大地提高，耐磨性一致性好，使用寿命远超于现有产品。

技术领域

本发明属于耐磨材料技术领域，特别涉及一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法。

背景技术

金属陶瓷复合耐磨材料既具有陶瓷的高强度、高硬度、高磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特点，又具有较好的金属韧性和可塑性，广泛应用于火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输煤、输料系统、制粉系统、排灰、除尘系统等一切磨损大的机械设备上。在烧结时，金属与陶瓷颗粒不能充分的混匀，导致耐磨复合材料的金属相和陶瓷相分布不均，导致耐磨性产生较大差异。

申请号为201220097663.6，授权公告号为CN202461486U的中国专利公开了一种金属陶瓷增强体，在增强体上下两个端面上设有多个通孔，并设有安装槽，使用时将通过相互配合的安装槽将多个增强体拼接后形成整体，然后在通孔中浇注钢水，冷却后得到产品，从而完整的将易磨损部位保护起来。然而，该申请的金属陶瓷增强体内部致密，钢水在浇注时不能够有效渗透到增强体的内部，因而实际起到耐磨损作用的是碳化硅陶瓷，无法实现金属与陶瓷的有机结合。

申请号为201310667449.9，公开号为CN103611922A的中国专利公开了一种耐磨复合材料的制备方法，将陶瓷颗粒与高温易熔化有机颗粒通过无机粘合剂进行混合制备预制件，并在浇铸前高温去除所述高温易熔化有机颗粒后，将陶瓷颗粒与高温易熔化有机颗粒按比例混合，然后使用高温熔融金属材料进行浇铸，得到耐磨复合材料。其中，预制件在制备时包括以下流程：a.将高温易熔化有机颗粒(以下简称有机颗粒)、ZTA陶瓷颗粒和无机粘合剂混合均匀，制得混合料一；b.按不同的比例依次制得混合料二、混合料三，将混合料一、混合料二和混合料三依次倒入模具中形成梯度混合料后，震实；c.高温去除有机颗粒；d.固化陶瓷颗粒。

该发明的技术方案具有以下不足：1、在步骤b中，由于有机颗粒与ZTA陶瓷、无机粘接剂直接混合，有机颗粒有极可能被在ZTA陶瓷和无机粘接剂包覆，导致在步骤c中，高温去除有机颗粒时，有机颗粒不能够从梯度混合料中熔化流出，而不能够形成具有多孔、梯度的预制件；2、在步骤c中，高温去除有机颗粒时，有机物会部分残留在预制件的内部，后续在露天环境用钢水浇注预制件时，有机物会挥发到环境中，严重影响操作工人的身体健康；3、由于预制件的内部不能够有效形成多孔、梯度结构，因此在浇注钢水时，钢水不能够渗透到预制件的某些位置，钢水与预制件不能有效结合在一起，导致该耐磨复合材料的耐磨性和韧性达不到预期。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，将金属的韧性、抗弯性，与陶瓷的高硬度、高耐磨、耐腐蚀和抗氧化性能有机结合，制得的金属陶瓷复合耐磨材料整体的强度、抗冲击韧性和耐磨性均有极大地提高，耐磨性一致性好，使用寿命远超于现有产品。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将高岭土、金属硅粉和助剂进行干法球磨，球磨至粒径不大于20μm，得到小料；

S2，将碳化硅颗粒、结合剂与小料混合均匀后，在25～35℃条件下进行困料，困料时间为18～72h，困料结束后混合均匀，得到颗粒料；

S3，将颗粒料放入模具中，采用半干压成型法压制成型，放入烘干炉中，在100～180℃条件下烘干，得到干坯；