[实用新型]一种团聚微波烧结法生产金属陶瓷粉末的系统

说明书

本实用新型公开了一种团聚微波烧结法生产金属陶瓷粉末的系统，属于金属陶瓷材料加工领域。本实用新型的一种团聚微波烧结法生产金属陶瓷粉末的系统，包括球磨机、干燥箱、高速离心喷雾干燥机和微波设备，将金属粉末和陶瓷粉末置于球磨机中球磨混合，加入分散剂和粘结剂和水制成料浆，继续球磨，利用高速离心喷雾干燥机干燥粉末，将干燥后的粉末进行微波烧结，得到金属陶瓷复合粉末。本实用新型生产的金属陶瓷粉末可以克服传统烧结加热造成的粉末组织性能不稳定问题，实现了组织的稳定性，细化晶粒；同时以涂层的形式喷涂在装备表面，可以达到提高装备材料的耐磨性，延长服役寿命的目的。

技术领域

本实用新型属于金属陶瓷材料加工领域，更具体地说，涉及一种团聚微波烧结法生产金属陶瓷粉末的系统。

背景技术

海洋工程装备材料的发展需要海洋专用材料作为支撑，而海水环境下的摩擦磨损是海洋专用材料的最大挑战之一。海水泵出现的摩擦副泄漏量大、摩擦磨损加剧等问题，既有摩擦副的磨损变形问题又有海水的腐蚀问题，即发生了“力学-电化学”交互作用的“腐蚀磨损”。深海中极端的服役条件对材料的性能提出了更高的要求，需要材料具备硬度适中、韧性高、良好的加工硬化性能、抗拉强度和疲劳极限高、优异的抗腐蚀磨损性能。因此需要一种性能良好的涂层材料去延缓因摩擦对海洋环境装备带来的磨蚀，延长材料的服役性能。传统的金属陶瓷复合涂层，如WC-Co，Cr₃C₂-Ni Cr等虽然具有相对较好的耐磨性，但它们摩擦学性能不够理想，与Fe基材料对磨时摩擦系数较高，不是理想材料，因此寻找一种摩擦系数低的新型耐磨耐腐蚀的材料应用于海洋装备。

TiB₂作为硼化物中最稳定的物质，熔点高（2980℃）、硬度高（3300kgf/mm²）、弹性模量大（550GPa）、具有优良的耐磨擦性能，并且与Fe基和Al基材料的磨擦系数较小。同时，TiB₂的韧性差，烧结性能不佳。在TiB₂中添加金属M相，可以利用金属粘结相的低熔点和良好的韧性等优良性能弥补TiB₂的缺陷。M相的选择取决于M与TiB₂二者的润湿性关系，M可以为Fe、Ni、Co、Ti等润湿性较好的纯金属。

目前制备热喷涂金属陶瓷粉末的主要方法包括包覆法、球磨合金化法、烧结破碎法和团聚烧结法，团聚烧结法是采用传统的常规的气氛烧结环境下进行粉末烧结，传统的常规烧结是在保护性气氛下对金属陶瓷粉末进行烧结，烧结温度高，加热时存在温度梯度，传热效率低，保温时间长达1-2个小时，容易发生局部过热现象，造成晶粒异常，组织不稳定。

传统常规烧结是在保护性气氛下进行烧结，烧结的加热装置属于硅钼棒或者硅碳棒加热，加热时传热效率低。

经检索，申请号CN201210581695.8的一种含硼化物陶瓷的团聚型复合热喷涂粉末，也是基于团聚烧结法来做了进一步的改进，主要的改进只是对于分散剂的种类选择进行了优化。

申请号201310022751.9的镍和二硼化钛混合料及其在金属基体上制作涂层的方法，是以二硼化钛为硬质相、镍为粘结相，提供了一种新型的表面强化的方法，通过真空烧结的熔覆方法将涂层涂覆在基体表面，耗时长。

申请号201110419340.4的一种纳米层状结构的二硼化钛/镍涂层及其制备方法，通过磁控溅射技术制备的新型的纳米层状薄膜材料具有良好的韧性，其工艺复杂，真空度要求高，沉积时间长达10个小时。

以上处理方法，有的工艺复杂，耗时时间长，有的方法不适合大型结构件的涂层。因此需要寻找一种更好的工艺，尤其是对现有传统的主流工艺进行创新，达到制造出摩擦系数低、磨损率低、耐腐蚀、成本低廉的性价比高的硬质涂层是非常必要的。

实用新型内容