CN107058849A - 一种用于制作阀体的金属陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶5~15份，碳化钛5~15份，氮化硅10~20份，氮化硼3~5份，电熔莫来石2~10份，钨粉10~20份，铬粉1~5份，镍粉0.5~6份，氧化镁2~8份，二氧化锆2~4份。本发明的金属陶瓷配方中加入了多种金属、碳化物及氧化物，这些物质在金属陶瓷的性能中发挥了协同作用，共同提高了制备的金属陶瓷的机械强度和硬度等。本发明提供的用于制作阀体金属陶瓷具有重量轻、硬度高、良好的抗压强度和抗弯强度的特点。
Description
技术领域
本发明涉及金属陶瓷领域，具体涉及一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法。
背景技术
由于金属陶瓷具有高硬度、高强度、耐磨损、耐高温等优点，在国防及民用领域有着非常广阔的发展前景。硬质合金是工业应用最早、用量最大的一类金属陶瓷，在切削工具、磨具、耐磨、耐热、耐蚀等方面得到广泛应用，并由此促进了以氧化物、硼化物、氮化物、碳氮化物陶瓷相为硬质相的金属陶瓷的发展。目前，金属陶瓷的主要制品有刀具、磨具、磁性材料加热元件、耐磨轴承、耐腐蚀部件被广泛应用在冶金生产、涡轮机制造及火箭技术上。金属陶瓷的硬度和抗弯强度是考察金属陶瓷性能的两个重要参数，常规的金属陶瓷硬度和抗弯强度较低，专利授权公告号为CN101871070的发明公开了一种金属陶瓷复合材料，复合材料包括钛铁矿粉、铝粉、石墨，其具有较高的硬度和抗弯强度。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：
碳化锶 5~15份，
碳化钛 5~15份，
氮化硅 10~20份，
氮化硼3~5份，
电熔莫来石 2~10份，
钨粉 10~20份，
铬粉 1~5份，
镍粉 0.5~6份，
氧化镁 2~8份，
二氧化锆2~4份。
作为优选，所述的用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：
碳化锶 8~12份，
碳化钛 8~12份，
氮化硅 14~16份，
氮化硼4~5份，
电熔莫来石 5~8份，
钨粉 12~16份，
铬粉 2~3份，
镍粉 2~4份，
氧化镁 3~5份，
二氧化锆2~3份。
作为优选，所述碳化锶、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm。
作为优选，所述电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为2~4∶1。
一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1） 按重量分别取，碳化锶 5~15份，碳化钛 5~15份，氮化硅 10~20份，氮化硼3~5份，电熔莫来石 2~10份，钨粉10~20份，铬粉 1~5份，镍粉 0.5~6份，氧化镁 2~8份，二氧化锆2~4份。将上述成分先进行预混合，混合后再进行高速混合；（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨；（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中进行热压，冷却后为高强度金属陶瓷。
作为优选，步骤（1）中高速混合在高速混合机中进行，高速混合机转速为 200r/min，混合时间为 15min~35min。
作为优选，步骤（2）中球磨时球料比为 40:1~70:1，球磨机转速为 150~180r/min，球磨时间为 1.5~4.5h 。
作为优选，步骤（3）具体为球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温30~50min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为820~860℃，再保温20min~40min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1220~1360℃，烧结时间为2~3h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
本发明的有益效果是：
本发明的合金陶瓷配方中加入了多种金属、氮化物、碳化物及氧化物，这些物质在金属陶瓷的性能中发挥了协同作用，共同提高了制备的金属陶瓷的机械强度和硬度等。本发明提供的用于制作阀体金属陶瓷具有重量轻、硬度高、良好的抗压强度和抗弯强度的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：
实施例1：
一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶 15份，碳化钛 5份，氮化硅 20份，氮化硼3份，电熔莫来石 2份，钨粉 20份，铬粉 1份，镍粉6份，氧化镁 2份，二氧化锆4份。其中，碳化锶 、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm，电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为4∶1。
上述用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量分别取碳化锶 15份，碳化钛 5份，氮化硅 20份，氮化硼3份，电熔莫来石 2份，钨粉 20份，铬粉 1份，镍粉6份，氧化镁 2份，二氧化锆4份，将上述成分先进行预混合，混合后投入高速混合机中，高速混合机转速为200r/min，混合时间为35min；
（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨，球磨时球料比为40:1，球磨机转速为180r/min，球磨时间为1.5h；
（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温30min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为860℃，再保温20min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1360℃，烧结时间为2h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
实施例2
一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶 5份，碳化钛15份，氮化硅 10份，氮化硼5份，电熔莫来石 10份，钨粉 10份，铬粉 5份，镍粉 0.5份，氧化镁 8份，二氧化锆2份。其中，碳化锶、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm，电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为2∶1。
上述用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量分别取碳化锶 5份，碳化钛15份，氮化硅 10份，氮化硼5份，电熔莫来石 10份，钨粉 10份，铬粉 5份，镍粉 0.5份，氧化镁 8份，二氧化锆2份，将上述成分先进行预混合，混合后投入高速混合机中，高速混合机转速为200r/min，混合时间为15min；
（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨，球磨时球料比为70:1，球磨机转速为150r/min，球磨时间为4.5h；
（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温50min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为820℃，再保温40min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1220℃，烧结时间为3h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
实施例3
一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶 8份，碳化钛12份，氮化硅 14份，氮化硼4份，电熔莫来石8份，钨粉 16份，铬粉 2份，镍粉 2份，氧化镁 5份，二氧化锆2份。其中，碳化锶、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm，电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为3∶1。
上述用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量分别取碳化锶 8份，碳化钛12份，氮化硅 14份，氮化硼4份，电熔莫来石8份，钨粉 16份，铬粉 2份，镍粉 2份，氧化镁 5份，二氧化锆2份，将上述成分先进行预混合，混合后投入高速混合机中，高速混合机转速为200r/min，混合时间为25min；
（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨，球磨时球料比为50:1，球磨机转速为165r/min，球磨时间为3h；
（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温40min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为840℃，再保温30min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1280℃，烧结时间为2.5h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
实施例4
一种用于制作阀体的金属陶瓷，包括以下质量份数的组分：碳化锶 12份，碳化钛 8份，氮化硅 16份，氮化硼5份，电熔莫来石 5份，钨粉 12份，铬粉3份，镍粉 4份，氧化镁 3份，二氧化锆3份。其中，碳化锶 、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm，电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为3∶1。
上述用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量分别取碳化锶 12份，碳化钛 8份，氮化硅 16份，氮化硼5份，电熔莫来石 5份，钨粉 12份，铬粉3份，镍粉 4份，氧化镁 3份，二氧化锆3份，将上述成分先进行预混合，混合后投入高速混合机中，高速混合机转速为200r/min，混合时间为15min~35min；
（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨，球磨时球料比为60:1，球磨机转速为160r/min，球磨时间为3h；
（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温40min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为840℃，再保温30min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1300℃，烧结时间为2.5h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
对实施例1到4制得的金属陶瓷进行测试，测得的韧性、硬度及密度的数值如表1所示：
表1
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于制作阀体的金属陶瓷，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
碳化锶 5~15份，
碳化钛 5~15份，
氮化硅 10~20份，
氮化硼3~5份，
电熔莫来石 2~10份，
钨粉 10~20份，
铬粉 1~5份，
镍粉 0.5~6份，
氧化镁 2~8份，
二氧化锆2~4份。
2.如权利要求1所述的用于制作阀体的金属陶瓷，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
碳化锶 8~12份，
碳化钛 8~12份，
氮化硅 14~16份，
氮化硼4~5份，
电熔莫来石 5~8份，
钨粉 12~16份，
铬粉 2~3份，
镍粉 2~4份，
氧化镁 3~5份，
二氧化锆2~3份。
3.如权利要求1所述的用于制作阀体的金属陶瓷，其特征在于，所述所述碳化锶、碳化钛、氮化硅、氮化硼、电熔莫来石、钨粉 、铬粉、镍粉、氧化镁、二氧化锆的粒径均为0.5~2μm。
4.如权利要求1所述的用于制作阀体的金属陶瓷，其特征在于，所述电熔莫来石中杂质含量低于1份，且氧化铝、氧化硅的质量比为2~4∶1。
5.一种用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1） 按重量分别取碳化锶 5~15份，碳化钛 5~15份，氮化硅 10~20份，氮化硼3~5份，电熔莫来石 2~10份，钨粉 10~20份，铬粉 1~5份，镍粉 0.5~6份，氧化镁 2~8份，二氧化锆2~4份，将上述成分先进行预混合，混合后再进行高速混合；（2）将混合均匀后的金属陶瓷原料用球磨机进行球磨；（3）球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中进行热压，冷却后为高强度金属陶瓷。
6.如权利要求5所述的用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）中高速混合在高速混合机中进行，高速混合机转速为 200r/min，混合时间为 15min~35min。
7.如权利要求5所述的用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（2）中球磨时球料比为 40:1~70:1，球磨机转速为 150~180r/min，球磨时间为 1.5~4.5h 。
8.如权利要求5所述的用于制作阀体的金属陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（3）具体为球磨后将金属陶瓷粉末投入金属热压炉中，向金属热压炉内冲入氮气，对热压炉进行升温，升温速率为25℃/min，升温至550℃时保温30~50min，再按照40℃/min的升温速率升至温度为820~860℃，再保温20min~40min，再按照30℃/min的升温速率升至温度为1220~1360℃，烧结时间为2~3h，降低至室温，降温速率为25℃/min，冷却后为高强度金属陶瓷。
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|---|---|
| CN (1) | CN107058849A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108149106A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-12 | 洛阳神佳窑业有限公司 | 一种金属陶瓷模具的制备方法 |
| CN112301246A (zh) * | 2019-07-30 | 2021-02-02 | 上海永言特种材料研究所 | 一种热膨胀系数小的耐磨金属陶瓷的制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4234338A (en) * | 1978-12-28 | 1980-11-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermal shock resistance ceramic insulator |
| CN85103011A (zh) * | 1985-04-03 | 1986-09-10 | 国家建材局山东工业陶瓷研究所 | 高韧性氮化硅基陶瓷刀具材料及其制造方法 |
| CN87102385A (zh) * | 1986-03-31 | 1987-10-14 | 陶氏化学公司 | 新的陶瓷、金属陶瓷或金属粉末的组合物及其生产方法 |
| CN103418790A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 枣阳秦鸿新材料有限公司 | 一种金属陶瓷复合耐磨制品及其制备方法 |
| WO2014043840A1 (zh) * | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种金属基陶瓷复合材料及其制造方法和应用 |
| CN105081327A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 南通高欣耐磨科技股份有限公司 | 一种高强度抗冲击型金属陶瓷复合衬板及其制备方法 |
| CN105220053A (zh) * | 2015-11-14 | 2016-01-06 | 华文蔚 | 一种耐高温耐磨金属陶瓷材料及其制备方法 |
| CN105803286A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-07-27 | 芜湖三刀材料科技有限公司 | 一种陶瓷复合刀具材料及制备方法 |
| CN105986161A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-05 | 芜湖三刀材料科技有限公司 | 一种金属陶瓷材料及制备方法 |
-
2017
- 2017-06-26 CN CN201710494076.8A patent/CN107058849A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4234338A (en) * | 1978-12-28 | 1980-11-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermal shock resistance ceramic insulator |
| CN85103011A (zh) * | 1985-04-03 | 1986-09-10 | 国家建材局山东工业陶瓷研究所 | 高韧性氮化硅基陶瓷刀具材料及其制造方法 |
| CN87102385A (zh) * | 1986-03-31 | 1987-10-14 | 陶氏化学公司 | 新的陶瓷、金属陶瓷或金属粉末的组合物及其生产方法 |
| CN103418790A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 枣阳秦鸿新材料有限公司 | 一种金属陶瓷复合耐磨制品及其制备方法 |
| WO2014043840A1 (zh) * | 2012-09-24 | 2014-03-27 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种金属基陶瓷复合材料及其制造方法和应用 |
| CN105081327A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 南通高欣耐磨科技股份有限公司 | 一种高强度抗冲击型金属陶瓷复合衬板及其制备方法 |
| CN105220053A (zh) * | 2015-11-14 | 2016-01-06 | 华文蔚 | 一种耐高温耐磨金属陶瓷材料及其制备方法 |
| CN105803286A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-07-27 | 芜湖三刀材料科技有限公司 | 一种陶瓷复合刀具材料及制备方法 |
| CN105986161A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-05 | 芜湖三刀材料科技有限公司 | 一种金属陶瓷材料及制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108149106A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-12 | 洛阳神佳窑业有限公司 | 一种金属陶瓷模具的制备方法 |
| CN112301246A (zh) * | 2019-07-30 | 2021-02-02 | 上海永言特种材料研究所 | 一种热膨胀系数小的耐磨金属陶瓷的制备方法 |
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