[发明专利]一种硼化锆-碳化钨钛自润滑复合陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种硼化锆-碳化钨钛自润滑复合陶瓷材料的制备方法。本发明是在ZrB2基体中添加(W，Ti)C固溶体和ZrO2粉末，以MgO为助烧剂，在真空环境下采用热压烧结技术制备。引入(W，Ti)C固溶体可以使基体相ZrB2与增强相(W，Ti)C形成较好的骨架结构，添加ZrO2是利用其相变特性以提高复合陶瓷材料的韧性。添加MgO助烧剂来降低ZrB2的烧结温度，从而获得致密度更高的材料。利用硼化锆-碳化钨钛自润滑复合陶瓷材料在高温摩擦作用下的化学反应，可实现该复合材料的自润滑功能。本发明具有高硬度、高抗弯强度和高断裂韧性等特点，适合于制备金属切削刀具、模具、喷嘴等。

主权项

一种硼化锆 碳化钨钛自润滑复合陶瓷材料的制备方法，该材料主要包括ZrB2、(W，Ti)C和ZrO2，其特征是通过以下方法制备：(1)初次球磨工艺：先分别将ZrB2原料和(W，Ti)C原料以无水乙醇为介质湿式球磨100小时，然后在150℃下用真空干燥箱干燥24h后过筛，得到较均匀的细化粉末；(2)配料、搅拌及二次球磨工艺：以初次细化的ZrB2作为基体材料，(W，Ti)C为强化相，ZrO2为增韧相，添加MgO助烧剂；各组分的体积百分比为：ZrB245.2～82.1％，(W，Ti)C 10.0～50.0％，ZrO2 3.8～6.9％，MgO 1.0％。将配置好的混合原料倒入以无水乙醇为介质的烧杯中，超声波振荡搅拌30分钟；混合料以无水乙醇为介质湿式球磨200小时，在150℃下用真空干燥箱干燥24h后过筛，得到适于烧结的均匀细化复合粉末；(3)热压烧结：将混合好的复合粉末装如高强石墨模具中，然后在真空环境下热压烧结，烧结温度范围为1700～1800℃，压力为30MPa，保温时间为30～35分钟。