CN115011830A - 一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、挑选钼粉、钴粉与硼粉并筛分；步骤二、将筛分完成后进行混合；步骤三、将混合后的粉末压制成型；步骤四、压制成型后通过烧结装置进行烧结处理；步骤五、烧结完成后进行第一次降温，第一次降温后对其进行第一次保温，然后进行第二次降温，第二次降温后对其进行第二次保温，再进行第三次降温。本发明提供的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法采用多段式的降温，每次降温后均能够对其进行保温，使得钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料能够有效适应温度的变化，防止温度骤变而影响金属陶瓷材料的洛氏硬度。

Description

一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬质合金材料技术领域，尤其涉及一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法。
背景技术
陶瓷材料是一种用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一种无机非金属材料，具有高熔点、高硬度等优点被广泛应用于航天工业、机械工程、电子、汽车、冶金、能源、生物等领域，是尖端技术中不可缺少的关键材料。作为设备外观面的陶瓷表面装饰变得非常重要。硬质合金被誉为工业上的“牙齿”。由于硬质合金具有一系列的优良性能，使得它在现代工具材料，耐磨材料，耐腐蚀和耐高温材料等方面都占据这重要地位。传统的硬质合金材料是WC-Co，但是钨资源的大量消耗不利于硬质合金行业的发展，因此寻求无钨合金是现在硬质合金一个重要的研究方向。过渡金属碳化物、氮化物、硼化物具有较高的强度、硬度、耐磨性和热稳定性成为硬直合金的主要研究对象。三元硼化物同样具有二元硼化物的高硬度、耐磨性和化学稳定性，日本株式会社的研究人员以二元硼化物(MoB、FeB、WB等)和金属Ni、Fe、Co 等为原料，通过“反应硼化烧结”法制备出了Mo2NiB2-Ni、Mo2FeB2-Fe和WCoB-Co三元硼化物基金属陶瓷。这种材料硬质相与金属相的相溶性良好，界面结合强度较高，所以此类金属陶瓷具有优异的综合力学性能，其良好的耐腐蚀性和韧性也尤为突出。在制备钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料时，通常是将原料混合均匀后，压制成型后通过烧结炉烧结，保证其硬度达到标准，而现有技术中，烧结完成后通常是将烧结完成的硬质合金直接快速降温，这样硬质合金温度变化过快，容易影响硬质合金洛氏硬度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，从而解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、挑选钼粉、钴粉与硼粉，并将钼粉、钴粉与硼粉通过超细筛分器进行筛分；
步骤二、将筛分完成后的钼粉、钴粉与硼粉通过混合器进行混合；
步骤三、将混合后的粉末压制成型；
步骤四、压制成型后通过烧结装置进行烧结处理；
步骤五、烧结完成后进行第一次降温，第一次降温后对其进行第一次保温，然后进行第二次降温，第二次降温后对其进行第二次保温，再进行第三次降温，第三次降温完成后得到三元硼化物基金属陶瓷材料。
优选地，在步骤一中，通过超细筛分器筛选粒径小于10μm的钼粉、钴粉与硼粉。
优选地，在步骤二中混合时采用干式混合的方式或湿式混合的方式，采用湿式混合的方式时，在压制成型前，需要对其进行干燥处理。
优选地，在步骤四中，烧结的温度为1120℃-1280℃。
优选地，在步骤五中，第一次降温后的温度为790℃-990℃，第一次保温的温度为790℃-990℃，第二次降温后的温度为210℃-290℃，第二次保温的温度为210℃-290℃，第三次降温直接降至环境温度。
优选地，所述烧结装置包括基板(1)，所述基板(1)上侧固定连接两个立板(2)，在两个立板(2)之间设有平板(3)，所述平板(3)能沿立板(2)上下滑动，所述平板(3)的中心处设有转动孔，所述转动孔内转动连接转动轴(5)，所述转动轴(5)下端固定连接安装板(6)，所述安装板 (6)下侧装有四个烧结桶(7)，烧结桶(7)下端转动连接盖板(71)，所述基板(1)上设有第一安装孔(12)、第二安装孔(13)、第三安装孔(14)、让位开口(15)，第一安装孔(12)内装有烧结管(81)，所述第二安装孔 (13)内装有第一保温管(82)，所述第三安装孔(14)内装有第二保温管。
优选地，所述让位开口(15)两侧设有斜边(16)。
优选地，所述转动轴(5)上端固定连接顶板(5)，所述顶板(5)上端通过连接轴(51)固定连接手轮盘(52)，所述顶板(5)上设有四个定位孔 (50)，所述手轮盘(52)上设有滑孔，在滑孔内滑动连接滑杆(53)，所述滑杆(53)下端固定连接挡板(54)，所述挡板(54)与所述手轮盘(52) 之间固定连接弹簧(55)，所述挡板(54)下侧固定连接定位插杆(56)。
优选地，所述滑杆(53)上端固定连接防脱板(57)，防脱板(57)上侧固定连接把手(58)。
本发明还公开了上述的方法制备的钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料。
本发明的优点在于：本发明提供的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法采用多段式的降温，每次降温后均能够对其进行保温，使得钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料能够有效适应温度的变化，防止温度骤变而影响金属陶瓷材料的洛氏硬度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明基板结构示意图；
图3为图1的局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、挑选钼粉、钴粉与硼粉，并将钼粉、钴粉与硼粉通过超细筛分器进行筛分，通过超细筛分器筛选粒径小于10μm的钼粉、钴粉与硼粉。
步骤二、将筛分完成后的钼粉、钴粉与硼粉通过混合器进行混合，混合时采用干式混合的方式或湿式混合的方式。
步骤三、将混合后的粉末压制成型，采用湿式混合的方式时，在压制成型前，需要对其进行干燥处理。
步骤四、压制成型后通过烧结装置进行烧结处理；烧结的温度为1120℃ -1280℃。烧结装置包括基板(1)，基板(1)下侧固定连接一组立柱，所述基板(1)上侧固定连接两个立板(2)，在两个立板(2)之间设有平板(3)，所述平板(3)能沿立板(2)上下滑动，所述平板(3)的中心处设有转动孔，所述转动孔内转动连接转动轴(5)，所述转动轴(5)下端固定连接安装板 (6)，基板(1)一侧固定连接电动伸缩杆61，电动伸缩杆61的伸缩端与安装板(6)相铰接，所述安装板(6)下侧装有四个烧结桶(7)，烧结桶(7) 下端转动连接盖板(71)，所述基板(1)上设有第一安装孔(12)、第二安装孔(13)、第三安装孔(14)、让位开口(15)，第一安装孔(12)内装有烧结管(81)，所述第二安装孔(13)内装有第一保温管(82)，所述第三安装孔(14)内装有第二保温管。让位开口(15)两侧设有斜边(16)。转动轴(5)上端固定连接顶板(5)，所述顶板(5)上端通过连接轴(51) 固定连接手轮盘(52)，所述顶板(5)上设有四个定位孔(50)，所述手轮盘(52)上设有滑孔，在滑孔内滑动连接滑杆(53)，所述滑杆(53)下端固定连接挡板(54)，所述挡板(54)与所述手轮盘(52)之间固定连接弹簧(55)，所述挡板(54)下侧固定连接定位插杆(56)。滑杆(53)上端固定连接防脱板(57)，防脱板(57)上侧固定连接把手(58)。在使用时，烧结桶(7)转动过程中能够依次插入至烧结管(81)进行烧结，插入第一保温管(82)进行第一次保温，插入第二保温管进行第二次保温。
步骤五、烧结完成后进行第一次降温，第一次降温后的温度为790℃ -990℃，第一次降温后对其进行第一次保温，第一次保温的温度为790℃ -990℃，然后进行第二次降温，第二次降温后的温度为210℃-290℃，第二次降温后对其进行第二次保温，第二次保温的温度为210℃-290℃，再进行第三次降温，第三次降温直接降至环境温度，第三次降温完成后得到三元硼化物基金属陶瓷材料。
本发明还公开了上述的方法制备的钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料。

Claims (10)

1.一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、挑选钼粉、钴粉与硼粉，并将钼粉、钴粉与硼粉通过超细筛分器进行筛分；
步骤二、将筛分完成后的钼粉、钴粉与硼粉通过混合器进行混合；
步骤三、将混合后的粉末压制成型；
步骤四、压制成型后通过烧结装置进行烧结处理；
步骤五、烧结完成后进行第一次降温，第一次降温后对其进行第一次保温，然后进行第二次降温，第二次降温后对其进行第二次保温，再进行第三次降温，第三次降温完成后得到三元硼化物基金属陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：在步骤一中，通过超细筛分器筛选粒径小于10μm的钼粉、钴粉与硼粉。
3.根据权利要求1所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：在步骤二中混合时采用干式混合的方式或湿式混合的方式，采用湿式混合的方式时，在压制成型前，需要对其进行干燥处理。
4.根据权利要求1所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：在步骤四中，烧结的温度为1120℃-1280℃。
5.根据权利要求1所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：在步骤五中，第一次降温后的温度为790℃-990℃，第一次保温的温度为790℃-990℃，第二次降温后的温度为210℃-290℃，第二次保温的温度为210℃-290℃，第三次降温直接降至环境温度。
6.根据权利要求1所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述烧结装置包括基板(1)，所述基板(1)上侧固定连接两个立板(2)，在两个立板(2)之间设有平板(3)，所述平板(3)能沿立板(2)上下滑动，所述平板(3)的中心处设有转动孔，所述转动孔内转动连接转动轴(5)，所述转动轴(5)下端固定连接安装板(6)，所述安装板(6)下侧装有四个烧结桶(7)，烧结桶(7)下端转动连接盖板(71)，所述基板(1)上设有第一安装孔(12)、第二安装孔(13)、第三安装孔(14)、让位开口(15)，第一安装孔(12)内装有烧结管(81)，所述第二安装孔(13)内装有第一保温管(82)，所述第三安装孔(14)内装有第二保温管。
7.根据权利要求6所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述让位开口(15)两侧设有斜边(16)。
8.根据权利要求6所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述转动轴(5)上端固定连接顶板(5)，所述顶板(5)上端通过连接轴(51)固定连接手轮盘(52)，所述顶板(5)上设有四个定位孔(50)，所述手轮盘(52)上设有滑孔，在滑孔内滑动连接滑杆(53)，所述滑杆(53)下端固定连接挡板(54)，所述挡板(54)与所述手轮盘(52)之间固定连接弹簧(55)，所述挡板(54)下侧固定连接定位插杆(56)。
9.根据权利要求8所述的一种钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述滑杆(53)上端固定连接防脱板(57)，防脱板(57)上侧固定连接把手(58)。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的方法制备的钼钴硼三元硼化物基金属陶瓷材料。
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