陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111974972A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202011004892.4C21D9/00(2006.01)(22)申请日2020.09.22(66)本国优先权数据202010226606.22020.03.26CN(71)申请人松山湖材料实验室地址523000广东省东莞市松山湖大学创新城A1栋(72)发明人付超万伟孔凡磊战斗(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人周宇(51)Int.Cl.B22D19/02(2006.01)B22D17/00(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法(57)摘要本申请涉及一种陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法，属于新材料制备技术领域。该陶瓷金属复合耐磨材料，陶瓷预制体为具有蜂窝孔的蜂窝结构，金属基体晶粒90％以上等效直径小于20微米，陶瓷金属复合耐磨材料的表观线结合率达到90％以上。这种宏观和微观结构结合的材料，其金属基体韧性和陶瓷界面结合强度得到强化，耐磨性大幅提升。CN111974972ACN111974972A权利要求书1/1页1.一种陶瓷金属复合耐磨材料的制备方法，其特征在于，包括：将经过预热的陶瓷预制体与金属熔体在模具中在压强为100MPa-150Mpa的条件下加压复合成型，将成型后的复合材料冷却至500-700℃，再进行回火处理，其中，所述陶瓷预制体为具有蜂窝孔的蜂窝结构；可选地，所述成型后的复合材料的冷却速率为5-20℃/min；可选地，所述陶瓷预制体中粘接剂的质量占陶瓷颗粒质量的3-10％；可选地，所述陶瓷预制体中的陶瓷颗粒包括ZTA、Al2O3、ZrO2、B4C、TiC、WC、SiC、Si3N4以及TiB2中的至少一种，所述金属熔体包括高铬铸铁、球墨铸铁、高锰钢和低合金耐磨钢中的至少一种。2.一种陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，由如权利要求1所述的陶瓷金属复合耐磨材料的制备方法制备而成。3.根据权利要求2所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷金属复合耐磨材料的晶粒等效直径90％以上小于20微米，所述陶瓷金属复合耐磨材料的表观线结合率达到90％以上。4.根据权利要求3所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中的陶瓷颗粒在所述陶瓷金属复合耐磨材料中的体积分数为10-50％。5.根据权利要求4所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中所述蜂窝孔的孔径为10-100mm。6.根据权利要求3-5任一项所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中陶瓷颗粒的粒径为10-60目。7.一种陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，由具有蜂窝孔的陶瓷预制体与金属熔体复合而成，所述陶瓷金属复合耐磨材料的晶粒等效直径90％以上小于20微米，所述陶瓷金属复合耐磨材料的表观线结合率达到90％以上。8.根据权利要求7所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中所述蜂窝孔的孔径为10-100mm。9.根据权利要求8所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中的陶瓷颗粒在所述陶瓷金属复合耐磨材料中的体积分数为10-50％。10.根据权利要求7-9任一项所述的陶瓷金属复合耐磨材料，其特征在于，所述陶瓷预制体中陶瓷颗粒的粒径为10-60目。2CN111974972A说明书1/9页陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及新材料制备技术领域，且特别涉及一种陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法。背景技术[0002]常用的耐磨金属材料包括锰钢和白口铸铁，其耐磨性主要依靠钢铁组织中的碳化物，然而钢铁组织中的碳化物含量是有一定限制的，这制约了材料耐磨性的进一步提高。面对复杂的耐磨工况，上述耐磨材料的耐磨性严重不足，因此开发新的耐磨材料迫在眉睫。[0003]陶瓷金属复合材料结合了陶瓷的高耐磨性和高韧性，使其成为一种新型的耐磨材料。但目前的陶瓷颗粒耐磨材料由于制备方法等多因素的限制，材料的性能不足。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种陶瓷金属复合耐磨材料及其制备方法，以改善陶瓷颗粒和金属基体界面结合强度低的技术问题，提高复合材料的耐磨性。[0005]第一方面，本申请提供一种陶瓷金属复合耐磨材料，由具有蜂窝孔的陶瓷预制体与金属熔体复合而成，陶瓷金属复合耐磨材料的晶粒等效直径90％以上小于20微米，陶瓷金属复合耐磨材料的表观线结合率达到90％以上。[0006]其中，由于晶粒通常不是标准的圆形，其为椭圆形，所以，晶粒的直径的表征可能会出现差异，所以，本申请提供一个新的概念-晶粒等效直径，其