CN101566271B

CN101566271B - 一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法

Info

Publication number: CN101566271B
Application number: CN 200910015174
Authority: CN
Inventors: 孙俊生
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: CN101566271A

Abstract

本发明公开了一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法。它解决了现有金属陶瓷复合材料中金属与陶瓷的结合强度低、粘接剂易老化、耐磨陶瓷容易脱落、不适于高温工况等问题，具有可使金属与陶瓷牢固焊接，从而提高复合材料耐磨性，降低使用成本，满足生产要求等优点。其结构为：它包括基板，所述基板上开设有若干个盲孔，在盲孔内设有与盲孔相匹配的耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块与盲孔焊接连接。

Description

一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法，具体是指一种用于物料输送系统的金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法。

背景技术

在冶金、电力、建材、机械、化工等行业的物料输送系统中，大多采用高锰钢和耐磨合金等制作耐磨衬板。虽然金属材料制成的衬板具有良好的强韧性，但这种衬板重量大，硬度低，耐磨性能差，寿命短，需要勤换衬板，这无疑加重了工人的劳动强度，增加了成本，停机检修也降低了设备的利用率。因此，开发新型耐磨材料，提高物料输送系统的抗磨性能，是工业领域普遍关注的问题。

目前用金属材料制造耐磨衬板常用铸造或者堆焊技术，如专利号ZL94107290.8的发明专利公开了采用铸造方法生产高强度高铬铸铁衬板的方法。堆焊技术则是将耐磨材料熔敷到低碳钢等基板上制成复合耐磨钢板，如1996年《焊接技术》杂志刊登的论文“加粉堆焊工艺及耐磨堆焊复合钢板的应用”，介绍了复合耐磨钢板的一种制备技术。

陶瓷材料所具有的高强度、高硬度、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能远远优于金属材料和高分子材料。但是，脆性是陶瓷材料的一个致命弱点。因此，陶瓷材料只适于冲击载荷不大的工况。如实用新型专利ZL03207616.9“焊接式耐磨陶瓷片”，其陶瓷片由氧化铝粉经高温烧制工艺制作，在陶瓷片的中部设有1~2个圆锥形焊接孔，采用塞焊工艺连接到耐磨构件上，若干块连接形成整体。该专利解决了将陶瓷片粘贴于磨损部位，使用中容易脱落的问题。

用金属材料制作的耐磨件韧塑性好，能够承受冲击，但硬度较低，耐磨性较差。陶瓷材料虽然硬度高，耐磨性能优良，但韧性差，易碎。如果把两者结合起来制成复合材料，可以充分发挥两者各自的优点，达到既耐磨，又抗冲击的目的。如公开号为CN101024556A的发明专利“一种金属陶瓷耐磨复合材料及制备方法”，该专利以金属耐磨板为基体，在钢板上凿孔，将耐磨陶瓷材料镶嵌在钢板孔内，陶瓷和基体之间的间隙用有机或者无机胶做粘接剂填充。这种陶瓷与金属的复合方法采用粘接技术，结合强度低，不适于高温环境，粘接剂容易老化，使得陶瓷材料容易脱落，造成耐磨件失效。

随着机械零部件使用工况的日益苛刻，如磨损、腐蚀、高温等，对低成本、使用方便、生产效率高、性能优异的耐磨材料的需求也更加迫切。

发明内容

本发明的目的就是针对现有金属陶瓷复合材料中金属与陶瓷的结合强度低、粘接剂易老化、耐磨陶瓷容易脱落、不适于高温工况等问题，本发明提出了一种可使金属与陶瓷牢固焊接，从而提高复合材料耐磨性，降低使用成本，满足生产要求等优点的金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属陶瓷复合耐磨材料，它包括基板，所述基板上开设有若干个盲孔，在盲孔内设有与盲孔相匹配的耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块与盲孔焊接连接。

所述基板厚度在3-40mm，盲孔深度小于基板厚度或者所述基板厚度在3-40mm，在基板上设有若干个通孔，在基板的一面焊接与基板同样尺寸、厚度为2-20mm的底板，使所有的通孔成为盲孔；基板为低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢中的一种。

所述基板优选低碳钢或低合金钢。

所述盲孔的横截面为圆形或多边形或其他规则形状，面积不小于4平方毫米，相邻盲孔边缘之间的最小距离不小于0.8mm。

所述耐磨陶瓷块为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、塞隆陶瓷中的一种所制成的多面体或者旋转体，耐磨陶瓷块的高度为2~38mm与盲孔深度相同，体积不小于8立方毫米，耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm。

所述耐磨陶瓷块优先选用氧化铝陶瓷。

一种金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，它的步骤为：

(1)选择基板，并在基板上开盲孔；基板的材质选用低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢中的一种；基板的厚度为3~40mm，其长度和宽度可以根据需要任意确定；在基板上开面积不小于4平方毫米的盲孔，盲孔下剩余金属的厚度为2~20mm，盲孔在基板上均匀分布，相邻盲孔边缘之间的最小间距不小于0.8mm；

或者在基板上开面积不小于4平方毫米的通孔，通孔在基板上均匀分布，相邻通孔边缘之间的最小间距不小于0.8mm，然后在基板的一面焊接上与基板同样尺寸、厚度为2~20mm的底板，使所开的通孔成为盲孔；

(2)采用已有技术制备耐磨陶瓷块，并与步骤(1)所开盲孔匹配；

耐磨陶瓷块的几何体为多面体或者旋转体，多面体优先选用棱台、直棱柱；回转体优先选用圆台、圆柱；耐磨陶瓷块的高度为2~38mm，体积不小于8立方毫米；耐磨陶瓷块的尺寸与基板上盲孔尺寸匹配，耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm，耐磨陶瓷块的高度与盲孔的深度一样；

耐磨陶瓷块的材质选用氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷，塞隆陶瓷中的一种，优先选用氧化铝陶瓷。

(3)在基板上安装耐磨陶瓷块；

将步骤(2)制备的耐磨陶瓷块安装到基板的盲孔中，并使耐磨陶瓷块处于盲孔的中心位置，保证其周边的间隙均匀；

(4)采用钎焊或电弧焊方式，将耐磨陶瓷块与基板焊接在一起；

(5)钎焊或电弧焊后，对耐磨陶瓷块与盲孔之间间隙的焊缝进行打磨清理，使表面平整。

所述步骤(4)中，采用钎焊方法时，在陶瓷耐磨块与盲孔之间的间隙处，预置钎剂和钎料；钎焊的钎料可用粉末或丝或箔形式，钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.05~1.50倍，钎料的化学成分以重量份计：Cu 30~99.9份，Ag 0~35份，Zn 0~40份，Ni 0~20份，Ti 0~38份，Sn 0~12份，钎料中允许含有其他不影响其性能的杂质；钎剂的成分以重量份计：硼砂20~100份，硼酸0~75份，氯化钾0~15份，或者选用牌号为YJ1或YJ2或YJ7的市售钎剂，钎剂的加入量由钎料的质量确定，是钎料质量的5~25％。钎焊方法可以选用火焰钎焊、电弧钎焊、炉中钎焊三种方法之一。

所述步骤(4)中，采用常规的电弧焊技术填充金属至陶瓷耐磨块与盲孔之间的间隙内，直到填满，填充金属的类型与由所用焊条或焊丝确定。电弧焊可以采用焊条电弧焊或气体保护焊。焊条电弧焊时，焊条选用直径为2.5mm或3.2mm的E4303或E5015；焊丝选用直径0.8~1.6mm的ER50-6。

所述焊条优先选用直径2.5mm的E4303；焊丝优先选用直径0.8mm的ER50-6。

本发明选择厚度为3~40mm的基板，其长度和宽度可以根据需要任意确定。在基板上开面积不小于4平方毫米的盲孔，盲孔在基板上均匀分布，相邻盲孔边缘之间的最小间距不小于0.8mm。或者在基板上开面积不小于4平方毫米的通孔，通孔在基板上均匀分布，相邻通孔边缘之间的最小间距不小于0.8mm，然后在基板的一面焊接上与基板同样尺寸、厚度为2~20mm的底板，使所开的通孔成为盲孔。采用已有技术制作与上述盲孔尺寸匹配的耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块安装到盲孔，要求耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm，耐磨陶瓷块的高度与盲孔的深度一样，以保证耐磨陶瓷块放入盲孔时，表面平整。最后将耐磨陶瓷块与盲孔之间的间隙用焊接方法填满金属，在焊接热作用下，通过扩散与反应使陶瓷与金属达到高强度结合。最后将焊缝打磨平整，裸露陶瓷的面即为耐磨面。

本发明的基板材质根据磨损部位的工况确定，可以选用低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢等，优选选用低碳钢或低合金钢，如Q195、Q235、Q345等。室温、

无腐蚀的磨料磨损工况，可以采用低碳钢，有腐蚀介质的工况则采用不锈钢，高温工况采用耐热钢。

耐磨陶瓷块的几何体为多面体或者旋转体，多面体优先选用棱台、直棱柱；回转体优先选用圆台、圆柱。耐磨陶瓷块的高度为2~38mm，体积不小于8立方毫米。耐磨陶瓷块的尺寸与基板上盲孔尺寸匹配，耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm，耐磨陶瓷块的高度与盲孔的深度一样。耐磨陶瓷块的材质选用氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷，塞隆陶瓷，优先选用氧化铝陶瓷。

耐磨陶瓷块与盲孔之间的间隙采用焊接方法填满金属，采用的焊接方法为钎焊和电弧焊之一。钎焊的钎料可用粉末、丝、箔等形式，钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.05~1.50倍，钎料的化学成分以重量份计：Cu 30~99.9份，Ag 0~35份，Zn0~40份，Ni 0~20份，Ti 0~38份，Sn 0~12份，钎料中允许含有其他不影响其性能的杂质。钎剂的成分以重量份计：硼砂20~100份，硼酸0~75份，氯化钾0~15份，或者选用牌号为YJ1或YJ2或YJ7的市售钎剂，钎剂的加入量由钎料的质量确定，是钎料质量的5~25％。钎焊方法可以选用火焰钎焊、电弧钎焊、炉中钎焊三种方法之一。电弧焊可以采用焊条电弧焊或气体保护焊，优选选用气体保护焊。焊条选用直径为2.5mm或3.2mm的E4303或E5015，优先选用直径2.5mm的E4303；焊丝选用直径0.8~1.6mm的ER50-6，优先选用直径0.8mm的ER50-6。

本发明所述金属陶瓷复合耐磨材料的应用和实施具有如下明显效果：

(1)金属陶瓷复合耐磨材料既有金属材料韧塑性好，抗冲击的优点，又有陶瓷材料硬度高，耐磨性能优良的长处。

(2)金属与陶瓷的结合强度高；

(3)克服了原有金属陶瓷耐磨复合材料所用的粘接剂容易老化的弊端，解决了使用过程容易脱落的技术难题；

(4)本发明的金属陶瓷耐磨复合材料可应用于高温环境，与粘接剂制成的同类产品不能用于高温工况相比，扩大了应用范围，为高温磨损工况提供了耐磨材料。

(5)金属陶瓷复合耐磨材料与其他构件的连接是金属与金属的连接，比陶瓷与金属连接容易得多，方便制成耐磨结构件。

附图说明

图1为金属陶瓷复合耐磨材料(板材)的上表面；

图2为金属陶瓷复合耐磨材料(板材)的局部剖视图。

其中：1耐磨陶瓷块，2基板，3焊缝，4盲孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

图1、图2中，金属陶瓷复合耐磨材料包括基板2，基板2上开设有若干个盲孔4，在盲孔4内设有与盲孔4相匹配的耐磨陶瓷块1，耐磨陶瓷块1与盲孔4焊接连接。基板2厚度在3-40mm，盲孔4深度小于基板2厚度；或者基板2厚度在3-40mm，在基板2上设有若干个通孔，在基板2的一面焊接与基板2同样尺寸、厚度为2-20mm的底板，使所有的通孔成为盲孔4；基板2为低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢中的一种。基板2优选低碳钢或低合金钢。盲孔4为圆形或矩形或三角形或菱形或其他规则形状，面积不小于4平方毫米，相邻盲孔4边缘之间的最小距离不小于0.8mm。耐磨陶瓷块1为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、塞隆陶瓷中的一种所制成的多面体或者旋转体，耐磨陶瓷块1的高度为2~38mm与盲孔4深度相同，体积不小于8立方毫米，耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的最大间隙为0.1~8mm。耐磨陶瓷块1优选氧化铝陶瓷。本发明的金属陶瓷复合耐磨材料并不仅限于板材，也适合于其他形状，如圆管、不规则的几何体等，改变形状的金属陶瓷复合耐磨材料也在本专利的保护范围之内。

实施例1：

金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法为：

(1)选择基板2，并在基板2上开盲孔4

基板2为厚度20mm的低碳钢，长度和宽度分别为305mm、200mm。在基板2上开若干直径为10mm的盲孔4，盲孔4深度为15mm，盲孔4剩余金属的厚度为5mm，盲孔4在基板2上均匀分布，相邻盲孔4边缘之间的最小间距为5mm，盲孔4到钢板边缘的最小距离为5mm。

(2)采用已有技术制备耐磨陶瓷块，并与步骤(1)所开盲孔4匹配

耐磨陶瓷块1的几何体为正圆台，正圆台的下底面直径为10mm，上底面直径为7mm，高度为15mm。耐磨陶瓷块1的尺寸与基板2上盲孔4尺寸匹配，耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的最大间隙为1.5mm。耐磨陶瓷块1的材质选用氧化铝陶瓷。

(3)在基板2上安装陶瓷耐磨块1

将步骤(2)制备的陶瓷耐磨块1安装到基板2的盲孔4中，并使耐磨陶瓷块1处于盲孔4的中心位置，保证其周边的间隙均匀。

(4)在耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的间隙处，预置钎剂和钎料，钎剂成分按重量份计为：硼砂25份，硼酸75份；钎料按重量份计为：68份Cu，32份Zn，钎料可用粉末或丝或箔形式。钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.3倍，钎剂的加入量为钎料质量的12％。

(5)采用空气炉中钎焊，钎焊温度为960℃~980℃，保温时间为20分钟。

(6)钎焊后，对陶瓷与盲孔之间间隙的焊缝进行打磨清理，使表面平整。即得到金属陶瓷复合耐磨材料。

实施例2：

(1)选择基板2，并在基板2上开盲孔4

基板2为厚度16mm的低碳钢，长度和宽度分别为170mm、90mm。在基板2上开若干直径为12mm的盲孔4，盲孔4深度为10mm，盲孔4剩余金属的厚度为6mm，盲孔4在基板2上均匀分布，相邻盲孔4边缘之间的最小间距为4mm，盲孔4到钢板边缘的最小距离为5mm。

(2)采用已有技术制备耐磨陶瓷块1，并与步骤(1)所开盲孔匹配

耐磨陶瓷块1的几何体为圆柱，圆柱的直径为11mm，高度为10mm。耐磨陶瓷块1的尺寸与基板2上盲孔4的尺寸匹配，耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的最大间隙为0.5mm。耐磨陶瓷块1的材质选用氧化铝陶瓷。

(3)在基板2上安装耐磨陶瓷块1

将步骤(2)制备的耐磨陶瓷块1安装到基板2的盲孔4中，并使耐磨陶瓷块1处于盲孔4的中心位置，保证其周边的0.5mm的均匀间隙。

(4)在耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的间隙处，预置钎剂和钎料，钎剂成分按重量份计为：硼砂25份，硼酸75份；钎料按重量份计为55份Cu，45份Zn。钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.2倍，钎剂的加入量为钎料质量的10％。

(5)采用火焰钎焊，钎焊部位的温度要达到910℃以上，并保持到钎料熔化填充到耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的间隙，随后再继续加热5~10分钟，提高接头的强度。

(6)钎焊后，对耐磨陶瓷块1与盲孔4之间间隙的焊缝进行打磨清理，使表面平整。即得到金属陶瓷复合耐磨材料。

实施例3：

(1)选择基板2，并在基板2上开盲孔4

基板2为厚度18mm的低碳钢，长度和宽度分别为305mm、200mm。在基板2上开若干直径为10mm的盲孔4，盲孔4深度为12mm，盲孔4剩余金属的厚度为6mm，盲孔4在基板2上均匀分布，相邻盲孔4边缘之间的最小间距为5mm，盲孔4到钢板边缘的最小距离为5mm。

(2)采用已有技术制备耐磨陶瓷块1，并与步骤(1)所开盲孔4匹配

耐磨陶瓷块1的几何体为正圆台，正圆台的下底面直径为10mm，上底面直径为6mm，高度为12mm。耐磨陶瓷块1的尺寸与基板2上盲孔尺寸匹配，耐磨陶瓷块1与基盲孔4之间的最大间隙为2mm。耐磨陶瓷块1的材质选用氧化铝陶瓷。

(3)在基板2上安装耐磨陶瓷块1

将步骤(2)制备的耐磨陶瓷块1安装到基板2的盲孔4中，并使耐磨陶瓷块1处于盲孔4的中心位置，保证其周边的间隙均匀。

(4)选用直径0.8mm的ER50-6焊丝，采用二氧化碳气体保护焊填充金属至耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的间隙，直到填满。焊接电流为120A，电压为20V，保护气体流量为12L/min。

(5)对耐磨陶瓷块1与盲孔4之间间隙的焊缝进行打磨清理，使表面平整。即得到金属陶瓷复合耐磨材料。

实施例4：

(1)选择基板2，并在基板2上开盲孔4

基板2为厚度12mm的低碳钢，长度和宽度分别为180mm、95mm。在基板2上开边长为12mm的正方形盲孔4，盲孔4深度为6mm，盲孔4下剩余金属的厚度为6mm，盲孔4在基板2上均匀分布，相邻盲孔4边缘之间的最小间距为5mm，盲孔4到钢板边缘的最小距离为5mm。

耐磨陶瓷块1的几何体为正四棱台，正四棱台的下底面为边长为12mm的正方形，上底面为边长8mm的正方形，高度为6mm。耐磨陶瓷块1的尺寸与基板上盲孔尺寸匹配，耐磨陶瓷块1与盲孔4之间的最大间隙为2mm。耐磨陶瓷块1的材质选用氧化铝陶瓷。

(3)在基板2上安装耐磨陶瓷块1

实施例5：

本实施例中，采用TIG电弧钎焊；钎料化学成分以重量份计：Cu30份，Ag 35份，Zn 40份，Ni 20份，Ti38份；钎剂的成分以重量份计：硼砂20份，硼酸75份，氯化钾15份。钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.5倍，钎剂的加入量为钎料质量的25％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例6：

本实施例中，钎料化学成分以重量份计：Cu50份，Ag 20份，Zn 30份，Ni10份，Ti15份，Sn 0.5份；钎剂的成分以重量份计：硼砂60份，硼酸50份，氯化钾10份。钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.25倍，钎剂的加入量为钎料质量的5％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例7：

本实施例中，钎料化学成分以重量份计Cu99.9份；钎剂的成分以重量份计：硼砂100份。钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.2倍，钎剂的加入量为钎料质量的12％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例8：

本实施例中，钎剂牌号为YJ1，钎剂的加入量为钎料质量的10％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例9：

在本实施例中，钎剂牌号为YJ2，钎剂的加入量为钎料质量的15％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例10：

在本实施例中，钎剂牌号为YJ3，钎剂的加入量为钎料质量的8％。其余与实施例1相同，不再赘述。

实施例11：

本实施例中，采用焊条电弧焊，焊条选用直径为2.5mm的E4303焊条。其余与实施例3相同，不再赘述。

实施例12：

本实施例中，采用焊条电弧焊，焊条选用直径为3.2mm的E5015焊条。其余与实施例3相同，不再赘述。

实施例13：

本实施例中，采用焊条电弧焊，焊条选用直径3.2mm的E4303焊条。其余与实施例3相同，不再赘述。

实施例14：

本实施例中，采用气体保护电弧焊，焊丝选用直径1.4mm的ER50-6。其余与实施例3相同，不再赘述。

Claims

1.一种金属陶瓷复合耐磨材料，它包括基板，其特征是，所述基板上开设有若干个盲孔，在盲孔内设有与盲孔相匹配的耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块与盲孔焊接连接；所述基板厚度在3-40mm，盲孔深度小于基板厚度；或者所述基板厚度在3-40mm，在基板上设有若干个通孔，在基板的一面焊接与基板同样尺寸、厚度为2-20mm的底板，使所有的通孔成为盲孔；所述盲孔的横截面为圆形或多边形或其他规则形状，面积不小于4平方毫米，相邻盲孔边缘之间的最小距离不小于0.8mm；所述耐磨陶瓷块为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、塞隆陶瓷中的一种所制成的多面体或者旋转体，耐磨陶瓷块的高度为2~38mm与盲孔深度相同，耐磨陶瓷块的体积不小于8立方毫米，耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm。

2.如权利要求1所述的金属陶瓷复合耐磨材料，其特征是，基板为低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢中的一种。

3.如权利要求2所述的金属陶瓷复合耐磨材料，其特征是，所述基板为低碳钢或低合金钢。

4.如权利要求1所述的金属陶瓷复合耐磨材料，其特征是，所述耐磨陶瓷块选用氧化铝陶瓷。

5.一种权利要求1所述金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，其特征是，它的步骤为：

（1）选择基板，并在基板上开盲孔；基板的材质选用低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢中的一种；基板的厚度为3~40mm，其长度和宽度根据需要任意确定；在基板上开面积不小于4平方毫米的盲孔，盲孔下剩余金属的厚度为2~20mm，盲孔在基板上均匀分布，相邻盲孔边缘之间的最小间距不小于0.8mm；

（2）制备耐磨陶瓷块，并与步骤（1）所开盲孔匹配；

耐磨陶瓷块的几何体为多面体或者回转体，多面体选用棱台、直棱柱；回转体选用圆台、圆柱；耐磨陶瓷块的高度为2~38mm，体积不小于8立方毫米；耐磨陶瓷块的尺寸与基板上盲孔尺寸匹配，耐磨陶瓷块与盲孔之间的最大间隙为0.1~8mm，耐磨陶瓷块的高度与盲孔的深度一样；

耐磨陶瓷块的材质选用氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷，塞隆陶瓷中的一种；

（3）在基板上安装耐磨陶瓷块；

将步骤（2）制备的耐磨陶瓷块安装到基板的盲孔中，并使耐磨陶瓷块处于盲孔的中心位置，保证其周边的间隙均匀；

（4）采用钎焊或电弧焊方式，将耐磨陶瓷块与基板焊接在一起；

（5）钎焊或电弧焊后，对耐磨陶瓷块与盲孔之间的焊缝进行打磨清理，使表面平整。

6.如权利要求5所述的金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，其特征是，所述步骤（4）中，采用钎焊方法时，在陶瓷耐磨块与盲孔之间的间隙处，预置钎剂和钎料；钎焊的钎料采用粉末或丝或箔形式，钎料的加入量以体积计算，是陶瓷耐磨块与盲孔之间间隙体积的1.05~1.50倍，钎料的化学成分以重量份计：Cu30~99.9份，Ag 0~35份，Zn 0~40份，Ni 0~20份，Ti0~38份，Sn 0~12份；钎剂的成分以重量份计：硼砂20~100份，硼酸0~75份，氯化钾0~15份，或者选用牌号为YJ1或YJ2或YJ7的市售钎剂，钎剂的加入量由钎料的质量确定，是钎料质量的5~25%；钎焊方法可以选用火焰钎焊、电弧钎焊、炉中钎焊三种方法之一。

7.如权利要求5所述的金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，其特征是，所述步骤（4）中，采用常规的电弧焊技术填充金属至陶瓷耐磨块与盲孔之间的间隙内直到填满，填充金属的类型与由所用焊条或焊丝确定，电弧焊采用焊条电弧焊或气体保护焊；焊条电弧焊时，焊条选用直径为2.5mm或3.2mm的E4303或E5015；焊丝选用直径0.8~1.6mm的ER50-6。

8.如权利要求7所述金属陶瓷复合耐磨材料的制备方法，其特征是，所述焊条选用直径2.5mm的E4303；焊丝选用直径0.8mm的ER50-6。