CN113005319B - 一种金属陶瓷耐磨材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属陶瓷技术领域，具体涉及一种金属陶瓷耐磨材料及其制备方法。将钼粉、镍粉、硼粉以及铌粉、锰粉、钕粉和铕粉按照一定比例进行配料，然后进行球磨，球磨后的混合浆料经干燥后过筛造粒；将过筛后的混合物料装入模具压制成型，经真空烧结后，得到一种金属陶瓷耐磨材料。本发明原料资源丰富，制备工艺简单，生产成本较低，所获得的一种金属陶瓷耐磨材料具有较高的硬度、强度，同时具有优良的耐磨性。

Description

一种金属陶瓷耐磨材料及其制备方法
技术领域
本发明属于金属陶瓷技术领域。更具体地，涉及一种金属陶瓷耐磨材料及其制备方法。
背景技术
现代材料工程在科技快速发展的今天尤为重要，而性能单一的材料越来越难满足工业生产的需求。钢铁具有良好的韧性以及较高的强度，但是耐磨性能、耐腐蚀性能以及耐高温性能却差强人意；陶瓷材料的硬度高、耐腐蚀和耐磨性能好，但韧性不足，脆性大，容易发生断裂。金属陶瓷材料综合了二者的优点，不仅具有高塑性和韧性，而且耐磨性能、耐腐蚀性能和耐高温性能也很突出，是一种应用广泛的工程材料。
硼化物在工业应用中表现出耐磨、耐高温的特性，因此硼化物常用来生产阻燃材料、耐磨材料、绝缘材料等。其中，金属硼化物因具有独特的高硬度、高熔点、良好耐腐蚀性能等特点，而在各个领域都有着广泛的应用。
其中，三元硼化物基金属陶瓷具有高耐磨性、耐高温腐蚀性、导电导热性及高温化学稳定性，其高耐磨性适合做表面涂层改善材料表面性能，同时三元硼化物基金属陶瓷与有色金属的反应率极低，可以作为加工有色金属的工具材料，而已经成功研制出了Mo2FeB2、Mo2NiB2和WCoB等三元复合硼化物，其中Mo2NiB2基金属陶瓷因具有较优异的耐磨性能和耐腐蚀性能而具有广阔的应用前景。
Mo2NiB2基金属陶瓷主要由Mo2NiB2硬质相和镍黏结相组成，为了改进和提高Mo2NiB2基金属陶瓷的相关性能，可向其添加铬、锰、镍、钒等合金元素或稀土元素，张恒研究发现，当添加质量分数5％的铬元素时，Mo2NiB2基金属陶瓷的性能最佳，继续添加质量分数大于10％钒元素后，金属陶瓷的硬度和抗弯强度先稳定升高后基本不变。周佩德等系统研究了添加不同质量分数(0，0.3％，0.6％，0.9％，1.2％)纳米La2O3对Mo2NiB2基金属陶瓷摩擦磨损性能的影响，发现在相同载荷下当纳米La2O3质量分数为0.3％时，Mo2NiB2基金属陶瓷的摩擦因数和磨损率最大，添加质量分数1.2％纳米La2O3的Mo2NiB2基金属陶瓷的摩擦因数和磨损率最小。
虽然现在对Mo2NiB2研究取得了重大突破，但是在降低成本的前提下，对其硬度、强度以及耐磨性的提高仍是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有Mo2NiB2硬度、强度以及耐磨性的缺陷和不足，提供一种金属陶瓷耐磨材料及其制备方法。
本发明的目的是提供一种金属陶瓷耐磨材料的制备方法。其是通过将原料混合，球磨，压制成型、高温烧结得到。
本发明另一目的是提供一种金属陶瓷耐磨材料。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:0.9～1:1.1，Mo与Ni的原子比为2：0.9～1.1；Nb的添加量为1～3wt％，Mn的添加量为1～3wt％；Nd的添加量为0.5～1.5wt％；Eu的添加量为0.5～1.5wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，以乙醇作为球磨介质，抽真空，充惰性气体，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理；
2)将球磨后的浆料经抽真空后进行升温烘干处理，随后过筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，模压成型并保压制得成型坯体；
4)将成型坯体进行高温烧结并保温，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
优选的，步骤(1)中，所述3Y-TZP磨球的Φ＝5～8mm，球料比控制在(4～8)：1，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的25％～45％。
优选的，步骤(1)中，所述球磨转速为300～500r/min，所述球磨处理时间为12～18h。
优选的，步骤(2)中，抽真空后将气压降至小于0.05MPa，然后在80～90℃进行烘干处理。
优选的，步骤(2)中，所述粉体经100～200目过筛。
优选的，步骤(3)中，所述模压成型的压力为200～400MPa，保压时间为200～240s。
优选的，步骤(4)中，所述高温烧结具体为：控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1250～1450℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2～3h。
基于上述所述方法制备的一种金属陶瓷耐磨材料。
优选的，所述金属陶瓷耐磨材料硬度为94.5～96.9HRA，抗弯强度为2269～2396MPa；磨损率为1.24×10-5～0.53×10-5。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种金属陶瓷耐磨材料，通过将原料混合、模压成型、真空烧结制备形成，制备过程简单，制备的金属陶瓷致密度高、性能优异，适合工业推广。
(2)通过添加Nb、Mn、Nd和Eu组分，利用组分之间的协同作用，促进了金属陶瓷硬度、强度以及耐磨性的进一步提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％，Mn的添加量为2wt％；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
实施例2
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:0.9，Mo与Ni的原子比为2：1.1；Nb的添加量为3wt％，Mn的添加量为1wt％；Nd的添加量为1.5wt％；Eu的添加量为0.5wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝8mm，球料比控制在8：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的45％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为500r/min，所述球磨处理时间为12h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至90℃烘干处理，随后过200目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在400MPa压力下模压成型，并保压200s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1450℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
实施例3
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1.1，Mo与Ni的原子比为2：1.1；Nb的添加量为1wt％，Mn的添加量为3wt％；Nd的添加量为0.5wt％；Eu的添加量为1.5wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝5mm，球料比控制在4：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的25％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为300r/min，所述球磨处理时间为18h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至80℃烘干处理，随后过100目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在200MPa压力下模压成型，并保压240s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1250℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为3h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例1
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为4wt％；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例2
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Mn的添加量为4wt％；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例3
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例4
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％，Mn的添加量为2wt％；Eu的添加量为2wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例5
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn和Nd原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％，Mn的添加量为2wt％；Nd的添加量为2wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例6
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb和Mn原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％，Mn的添加量为2wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例7
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为3wt％，Mn的添加量为2wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例8
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Mn的添加量为2wt％；Nd的添加量为3wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例9
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn和Nd原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％，Mn的添加量为3wt％；Nd的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例10
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为3wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1350℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
对比例11
一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1，Mo与Ni的原子比为2：1；Nb的添加量为2wt％；Mn的添加量为2wt％；Nd的添加量为1wt％；Eu的添加量为1wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，其中3Y-TZP磨球的Φ＝6mm，球料比控制在6：1，以乙醇作为球磨介质，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的35％，先抽真空，然后充氦气，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理，所述球磨转速为400r/min，所述球磨处理时间为15h；
2)将球磨后的浆料经抽真空后，气压降至小于0.05MPa，开始升温至85℃烘干处理，随后过150目筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，在300MPa压力下模压成型，并保压220s，制得成型坯体；
4)将成型坯体放入真空烧结炉中，控制真空度为10-2Pa，将温度自室以4℃温升温至1350℃，保温时间为2.5h，得到一种金属陶瓷耐磨材料。
将实施例1-3和对比例1-11进行力学性能及摩擦学性能的测试。
采用显微维氏硬度计测量材料的维氏硬度，载荷为10N，加载时间为5S，硬度值是测量五次的平均值；采用PT-1036PC型万能材料实验机测试样品的弯曲强度，试样尺寸为3mm×4mm×20mm，跨距为16mm，压头加载速度为0.5mm/min，弯曲强度取三次测量结果的平均值，采用球盘式摩擦机(HT-1000，兰州中科凯华科技开发有限公司)测试样品的摩擦学性能。具体测试结果见表1。
表1实施例1-3和对比例1-11的力学性能和摩擦学性能
硬度(HRA) 抗弯强度(MPa) 磨损率
实施例1 96.9 2396 0.53×10<sup>-5</sup>
实施例2 95.6 2317 1.1×10<sup>-5</sup>
实施例3 94.5 2269 1.24×10<sup>-5</sup>
对比例1 91.7 2056 1.67×10<sup>-5</sup>
对比例2 92.4 2104 1.54×10<sup>-5</sup>
对比例3 86.2 2007 2.41×10<sup>-5</sup>
对比例4 90.4 2024 1.79×10<sup>-5</sup>
对比例5 91.2 2049 1.71×10<sup>-5</sup>
对比例6 84.6 1984 2.87×10<sup>-5</sup>
对比例7 93.4 2189 1.41×10<sup>-5</sup>
对比例8 92.8 2167 1.49×10<sup>-5</sup>
对比例9 93.8 2210 1.38×10<sup>-5</sup>
对比例10 93.2 2178 1.49×10<sup>-5</sup>
对比例11 93.9 2238 1.29×10<sup>-5</sup>
综上所述，本发明制备的金属陶瓷耐磨材料性能优异，而且通过实施例1和对照例1-10的对比可以发现通过添加Nb、Mn、Nd和Eu，利用组分之间的协同作用，促进了金属陶瓷硬度、强度以及耐磨性；通过实施例1和对比例11的对比可以发现，通过调整升温速率可以提高金属陶瓷耐磨材料的性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Nb、Mn、Nd和Eu原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:0.9～1:1.1，Mo与Ni的原子比为2：0.9～1.1；Nb的添加量为1～3wt％，Mn的添加量为1～3wt％；Nd的添加量为0.5～1.5wt％；Eu的添加量为0.5～1.5wt％；将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入3Y-TZP磨球，以乙醇作为球磨介质，抽真空，充惰性气体，重复此过程三次，打开球磨机进行球磨处理；
2)将球磨后的浆料经抽真空后进行升温烘干处理，随后过筛；
3)将过筛后的粉体装入金属模具中，模压成型并保压制得成型坯体；
4)将成型坯体进行高温烧结并保温，得到一种金属陶瓷耐磨材料；
步骤(4)中，所述高温烧结具体为：控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1250～1450℃，1000℃以下的升温速率为8℃/min，1000℃以上的升温速率为4℃/min，保温时间为2～3h。
2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述3Y-TZP磨球的Φ＝5～8mm，球料比控制在(4～8)：1，所述乙醇的加入量为原料粉末质量的25％～45％。
3.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨转速为300～500r/min，所述球磨处理时间为12～18h。
4.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，步骤(2)中，抽真空后将气压降至小于0.05MPa，然后在80～90℃进行烘干处理。
5.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粉体经100～200目过筛。
6.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨材料制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述模压成型的压力为200～400MPa，保压时间为200～240s。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述方法制备的一种金属陶瓷耐磨材料。
8.根据权利要求7所述的一种金属陶瓷耐磨材料，其特征在于，所述金属陶瓷耐磨材料硬度为94.5～96.9HRA，抗弯强度为2269～2396MPa；磨损率为0.53×10-5～1.24×10-5。
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