CN104493168A - 一种金属陶瓷制品的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种金属陶瓷制品的制备方法，将以Ti为主体的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

Description

一种金属陶瓷制品的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种金属陶瓷材料的制备方法，具体涉及一种以Ti为主体材料的金属陶瓷制备方法，属金属陶瓷技术领域，尤其适合金属陶瓷制品的性能改进。

背景技术：

金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。由于金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性，所以现在应用金属陶瓷的地方越来越多，金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。

但是现有的金属陶瓷存在脆性大，柔韧性较差的不足，所以很容易在冲击载荷的情况下出现破碎的现象；很有必要对此加以改进。 

通过专利检索发现有类似的专利文献报道，与本发明相关的主要有以下几个：

1、专利号为CN03106543.0， 名称为“非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法”的发明专利，该专利公开了一种通过用渗碳技术生产复合材料体，例如ZrB2-ZrC-Zr复合体的新方法。此外，本发明涉及按该方法制备的新产品。通过将所述残余金属暴露在渗碳环境下，新方法改善了存留在复合体中的残余母材

2、专利号为CN88108773.4， 名称为“采用渗碳工艺改进陶瓷复合材料体的方法及制品”的发明专利，该专利公开了一种非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法吗，提出以陶土、瓷土或其他岩性材料经粉碎后作为碳化陶瓷的基料，均匀加入基料总量的0.5～80％非气化挥发性含碳有机化合物或工业亲水性碳粉，然后粉碎加水制成坯件， 将完全干燥的坯件；装入底部盛放有除氧剂和坯件支架的匣体中，匣体底部中间开有进出气小孔，孔上为除氧剂所覆盖，再将匣体放入窑烧制

3、专利号为CN94119863.4， 名称为“陶瓷滑动材料的渗碳方法”的发明专利，该专利公开了一种陶瓷材料的渗碳方法。将陶瓷(Al2O3、ZrO2或氧化物系列)浸入HF溶液，以便对其进行深入到0.01μm～100μm的表面处理。将经过上述表面处理的陶瓷材料放入石英管中，再转入渗碳炉中。然后注入硅氧烷和轻石油，加热和冷却。然后进行树脂处理、洗涤和干燥，得到碳浸渗入0.01μm～100μm的渗碳滑动材料。这样，渗碳在简单方式下进行，可使滑动材料诸如Al2O3等具有改善的摩擦系数和其它改善的性能。

上述这些专利虽然都提出了金属陶瓷材料及其制作方法的改进，但通过仔细分析，发现这些专利仍不能有效解决金属陶瓷脆性的问题所以仍需要进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现在金属陶瓷材料所存在的一些问题，提出一种柔韧性更好，脆性低的一种金属陶瓷制品的制备方法，该方法制作的金属陶瓷具有良好的柔韧性能，可以进一步提高抗脆性的效果。

根据本发明的发明目的所提出的技术方案是：一种金属陶瓷制品的制备方法，将以Ti为主体的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

进一步地，所述的Ti为主体的金属陶瓷原料为TiCN、TiC、CK、Wc、Mo、Ni、Co和C2的组合物，且Ti的含量在总材料的41-44%之间。

进一步地，所述的湿磨是在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时。

进一步地，所述的湿磨的加料配比和工艺参数如下：

	磨棒	装料量	酒精量	转速	研磨时间
						金属陶瓷	1200KG	170KG	100-110L	35	50H

进一步地，所述的制成粒料，在制作过程中严格掌握制粒时间在20-30分钟内完成，并迅速送入压机内压制成型。

进一步地，所述的制备工艺步骤如下

1、选料

按照所需要的配比进行选料，并将选好的材料进行清洗除去杂物；

2、原料破碎处理

将选取好的原料通过破碎机进行破碎处理，使得所有原料都成为粉末状粒料；

3、研磨

将破碎处理后的原料投入球磨机内进行研磨，在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；

4、制粒料

将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；

5、烧结成型

将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

本发明的优点在于：通过湿法研磨和混合制粒使得金属陶瓷制备的材料粒度更为均匀细化，因此在烧结成型后说制成的制品柔韧性更好，不容易出现脆裂现象。这对于改善金属陶瓷性能是十分有益的。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。

实施例一

一种金属陶瓷制品的制备方法，将以TiCN、TiC、CK、Wc、Mo、Ni、Co和C2为组合物的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，并保证组成的成分含量如下：

	Ti	Co+Ni	N	W+Ta(Nb)
					金属陶瓷	41-43	12	2.5	余量

再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-6%的石蜡和2-4%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

所述的湿磨是在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时。

所述的湿磨的加料配比和工艺参数如下：

	磨棒	装料量	酒精量	转速	研磨时间
						金属陶瓷	1200KG	170KG	100-110L	35	50H

所述的制成粒料，在制作过程中严格掌握制粒时间在20-30分钟内完成，并迅速送入压机内压制成型。

所述的制备工艺步骤如下

1、选料

按照所需要的配比进行选料，并将选好的材料进行清洗除去杂物；

2、原料破碎处理

将选取好的原料通过破碎机进行破碎处理，使得所有原料都成为粉末状粒料；

3、研磨

将破碎处理后的原料投入球磨机内进行研磨，在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；

4、制粒料

将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；

5、烧结成型

将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

实施例二

一种金属陶瓷制品的制备方法，将以TiCN、TiC、CK、Wc、Mo、Ni、Co和C2为组合物的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，并保证组成的成分含量如下：

	Ti	Co+Ni	N	W+Ta(Nb)
					金属陶瓷	42-44	12	2.5	余量

再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量4-7%的石蜡和3-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

所述的湿磨是在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时。

所述的湿磨的加料配比和工艺参数如下：

	磨棒	装料量	酒精量	转速	研磨时间
						金属陶瓷	1200KG	170KG	100-110L	35	50H

所述的制成粒料，在制作过程中严格掌握制粒时间在20-30分钟内完成，并迅速送入压机内压制成型。

所述的制备工艺步骤如下

1、选料

按照所需要的配比进行选料，并将选好的材料进行清洗除去杂物；

2、原料破碎处理

将选取好的原料通过破碎机进行破碎处理，使得所有原料都成为粉末状粒料；

3、研磨

将破碎处理后的原料投入球磨机内进行研磨，在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；

4、制粒料

将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；

5、烧结成型

将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

本发明的优点在于：通过湿法研磨和混合制粒使得金属陶瓷制备的材料粒度更为均匀细化，因此在烧结成型后说制成的制品柔韧性更好，不容易出现脆裂现象。这对于改善金属陶瓷性能是十分有益的。

Claims (7)

1.一种金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：将以Ti为主体的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

2.如权利要求1所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：一种金属陶瓷制品的制备方法，将以Ti为主体的金属陶瓷原料置于破碎机中粉碎成颗粒状粉末，再将破碎后的粉末状金属陶瓷材料放置在密闭的球磨机中，加入无水乙醇并充入氩气进行湿磨44-56小时，使得金属陶瓷材料的颗粒粒度在80目以上；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；再将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；再将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。

3.如权利要求1所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：所述的Ti为主体的金属陶瓷原料为TiCN、TiC、CK、Wc、Mo、Ni、Co和C2的组合物，且Ti的含量在总材料的41-44%之间。

4.如权利要求1所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：所述的湿磨是在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时。

5.如权利要求1所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：所述的湿磨的加料配比和工艺参数如下：

  磨棒 装料量 酒精量 转速 研磨时间 金属陶瓷 1200KG 170KG 100-110L 35 50H

6.如权利要求5所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：所述的制成粒料，在制作过程中严格掌握制粒时间在20-30分钟内完成，并迅速送入压机内压制成型。

7.如权利要求1所述的金属陶瓷制品的制备方法，其特征在于：，所述的制备工艺步骤如下

1）选料

按照所需要的配比进行选料，并将选好的材料进行清洗除去杂物；

2）原料破碎处理

将选取好的原料通过破碎机进行破碎处理，使得所有原料都成为粉末状粒料；

3）研磨

将破碎处理后的原料投入球磨机内进行研磨，在球磨机中加入磨棒，再将磨料加入，再加入辅料无水乙醇，盖上盖子封闭后，将向球磨机内充入氩气，启动球磨机进行研磨至磨料达到80目以上的细度，研磨时间44-56小时；再将浆料经过沉淀24-30小时，抽出无水乙醇，再将脱除无水乙醇金属陶瓷粉末用震动干燥器进行干燥，将排除的酒精回收，干燥好的料过80目的筛后得到金属陶瓷压制粉末研磨料；

4）制粒料

将金属陶瓷压制粉末混合料与混合料重量5-7%的石蜡和2-5%的树脂成型剂一起均与混合在一起制成粒料，并保证混合时未粒化含量不超过30%；

5）烧结成型

将混合好的原料送入压机压制成型，最后将压制成型的坯料先进行脱蜡脱胶处理，再送入烧结炉中进行烧结成型。