專利名稱：金屬陶瓷組合物以及在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬陶瓷組合物，以及在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法。

背景技術(shù)：
石油化工行業(yè)的設(shè)備、構(gòu)件，在許多工況條件下都存在腐蝕、磨蝕和沖蝕問(wèn)題。若采用單一的材料來(lái)滿足既有高的強(qiáng)度、韌性，又有良好的耐蝕、耐磨性能的要求，是難以達(dá)到的。材料的表面性能直接影響設(shè)備、構(gòu)件的使用壽命。采用表面處理技術(shù)，可以改變金屬構(gòu)件表面的成分、結(jié)構(gòu)，從而改善材料表層的物理化學(xué)性能。近年來(lái)，在提高金屬基體表面涂層的耐磨、耐蝕性能方面，出現(xiàn)了多種制備金屬表面涂層——金屬陶瓷涂層的方法；但在工藝設(shè)備和工藝過(guò)程的簡(jiǎn)化、涂層質(zhì)量等方面還存在一定的問(wèn)題。
中國(guó)專利CN1772710A提供了利用自蔓延離心法在鋼管內(nèi)表面制作一層金屬陶瓷的方法。其配方由氧化鐵粉、鋁粉、三氧化鎢粉、石墨粉組成。在高溫及離心力的作用下，得到金屬陶瓷內(nèi)襯鋼管。該方法雖然可以制備不同體系的金屬陶瓷內(nèi)襯鋼管、成分可調(diào)、工藝簡(jiǎn)單，但只適用于鋼管內(nèi)制備金屬陶瓷內(nèi)襯，而且還需要對(duì)金屬陶瓷內(nèi)襯表面進(jìn)行氧化物渣層的后處理。CN1570208A涉及一種高速鋼表面覆層的制備工藝。組分由FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末組成，燒結(jié)后獲得與高速鋼基體牢固結(jié)合的三元硼化物金屬陶瓷覆層。它能夠解決高速鋼制品耐磨性、耐熱性不足的缺陷，提高其使用壽命，但只局限于高速鋼制品的處理，且處理溫度高，浪費(fèi)能源。CN1502714A公開(kāi)了三元硼化物基金屬陶瓷覆層材料及制備工藝。金屬陶瓷覆層材料的成分為Mo、B、C、Cr、Ni、Ti、Cu，其余為Fe。采用料漿制備工藝、坯體成形工藝和液相燒結(jié)工藝，在金屬基體表面制備三元硼化物基金屬陶瓷覆層材料。其原料來(lái)源廣、易得到、性價(jià)比合理，工藝簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)金屬基體材料的適應(yīng)強(qiáng)、加工質(zhì)量可靠。但配料混合存在時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、成本高的問(wèn)題，不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。提出的流延成型工藝只能對(duì)平板處理，對(duì)形狀復(fù)雜的構(gòu)件難以實(shí)現(xiàn)。CN1361084A公開(kāi)了一種碳化鈦金屬陶瓷燒結(jié)同時(shí)與結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝，其配方由Al、Ti、TiC組成。該工藝生產(chǎn)效率高、焊接強(qiáng)度高、不需專門(mén)焊接設(shè)備；對(duì)鋼板容易處理，但對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，要制備金屬陶瓷粉末壓坯就難以實(shí)現(xiàn)，若實(shí)現(xiàn)就要增加復(fù)雜的過(guò)程。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的采用金屬陶瓷組合物在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的工藝分別存在的不適用于多種形狀或材質(zhì)的金屬工件、能耗較高等問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種金屬陶瓷組合物，其特征在于以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由30～85重量％的混合粉末和15～70重量％的硬質(zhì)材料組成，所述的混合粉末，以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由5～8重量％的Cr、2～6重量％的B、3～5重量％的Si、2～5重量％的Fe、0.1～5重量％的Al、0.1～1.5重量％的鑭系稀土氧化物和69.5～87.8重量％的Ni組成，所述的硬質(zhì)材料為碳化鎢和/或碳化鈦。
采用上述的金屬陶瓷組合物在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于由以下步驟組成 A.將金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇或醋酸乙酯混合攪拌，調(diào)制成料漿，以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為90～95重量％，粘結(jié)劑的含量為5～10重量％； B.將料漿以0.1～2mm的厚度涂覆在金屬工件表面； C.將涂覆料漿的金屬工件在50～110℃溫度下干燥30～100min； D.將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐或真空爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以8～15℃/min的升溫速度從室溫升溫至400～450℃，保溫5～10min，再以6～10℃/min的升溫速度從400～450℃升溫至900～1000℃，接著以3～8℃/min的升溫速度從900～1000℃升溫至1050～1150℃，保溫8～50min，之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。
采用本發(fā)明的金屬陶瓷組合物以及在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，具有如下的有益效果(1)金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑調(diào)制成的料漿，是以涂覆方式涂覆在金屬工件表面(一般是使用刷子進(jìn)行涂覆)，因而對(duì)于多種形狀(包括復(fù)雜形狀)的金屬工件，都能很容易地將料漿覆蓋于金屬表面上，最終在金屬表面形成金屬陶瓷涂層；(2)適用于多種材質(zhì)的金屬工件，可根據(jù)實(shí)際工況條件調(diào)節(jié)金屬陶瓷配方成分，在金屬表面上制備不同的金屬陶瓷涂層。金屬工件的材質(zhì)可以是低合金鋼、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、高速鋼或鉻鉬鋼(例如Cr5Mo鋼、45號(hào)碳鋼、20號(hào)碳鋼或10號(hào)碳鋼)。涂層與金屬基體之間為牢固的冶金體結(jié)合，涂層孔隙率低、光潔、致密、硬度高、性能穩(wěn)定，兼有金屬的柔韌性和陶瓷的較高的耐磨、耐沖刷、耐腐蝕及耐熱性能；其耐腐蝕、耐磨性能比碳鋼基材可提高10倍以上；(3)金屬陶瓷組合物的配料，只需將有關(guān)的組分簡(jiǎn)單混合均勻即可，過(guò)程簡(jiǎn)單、時(shí)間短；金屬陶瓷涂層的制備工藝簡(jiǎn)單、操作方便、易于工業(yè)化生產(chǎn)；制備過(guò)程結(jié)束后不需對(duì)金屬陶瓷涂層的表面進(jìn)行后處理，干燥、燒結(jié)步驟的溫度不高、時(shí)間較短。因此，本發(fā)明的能耗、成本均較低。
本發(fā)明特別適用于在石油化工行業(yè)腐蝕環(huán)境下工作的高壓管線彎頭、變徑管道、塔內(nèi)構(gòu)件、閥門(mén)、泵和葉輪的表面制備金屬陶瓷涂層，以提高其耐腐蝕、耐磨、抗沖蝕等性能，為解決煉油廠常減壓、催化裂化等裝置的腐蝕、沖蝕、磨蝕等問(wèn)題提供了一種有效的手段。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
和實(shí)施例并不限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的金屬陶瓷組合物，以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由30～85重量％的混合粉末和15～70重量％的硬質(zhì)材料組成。重量％表示重量百分?jǐn)?shù)。
所述的混合粉末，以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由5～8重量％的Cr、2～6重量％的B、3～5重量％的Si、2～5重量％的Fe、0.1～5重量％的Al、0.1～1.5重量％的鑭系稀土氧化物和69.5～87.8重量％的Ni組成。
所述的鑭系稀土氧化物，優(yōu)選為氧化鑭(La2O3)、氧化釹(Nd2O3)、氧化鐠(Pr6O11)的混合物。以鑭系稀土氧化物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為52～55重量％的氧化鑭、26.6～28.6重量％的氧化釹、14.4～16重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。雜質(zhì)包括氧化鈣(CaO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化釤(Sm2O3)、氧化銪(Eu2O3)、氧化釓(Gd2O3)、氧化釔(Y2O3)等。加入上述的鑭系稀土氧化物，能使金屬陶瓷涂層的性能得到改善，進(jìn)一步提高其耐蝕性能。
所述的硬質(zhì)材料為碳化鎢(WC)和/或碳化鈦(TiC)，即為碳化鎢和碳化鈦中的一種，或是二者的混合物。硬質(zhì)材料選用碳化鎢和碳化鈦兩種碳化物時(shí)，以硬質(zhì)材料的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，碳化鎢含量為50～90重量％，碳化鈦含量為10～50重量％。上述硬質(zhì)材料的作用，主要是用以提高金屬陶瓷涂層的耐磨、耐沖刷性能。在燒結(jié)過(guò)程中，混合粉末熔融，而碳化鎢、碳化鈦粉末仍處于固體狀態(tài)，并保持原有的高硬度。由于燒結(jié)參數(shù)的控制，使涂層的顯微結(jié)構(gòu)與金屬基體的顯微結(jié)構(gòu)完全結(jié)合成一體。由于混合粉末中的金屬充分熔合，基本能消除金屬陶瓷涂層的孔隙。
上述混合粉末和硬質(zhì)材料的粒徑最好均為40～50μm，它們均可市購(gòu)獲得。將混合粉末的各組分以及將混合粉末和硬質(zhì)材料按比例在室溫下充分混合均勻后，即配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物。
采用上述本發(fā)明的金屬陶瓷組合物在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，由以下步驟組成 A.將金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇或醋酸乙酯混合攪拌，調(diào)制成料漿。以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為90～95重量％，粘結(jié)劑的含量為5～10重量％。
B.將料漿以0.1～2mm的厚度涂覆在金屬工件表面。
在涂覆前，需對(duì)金屬工件表面進(jìn)行清洗。采用常用的方法，用洗滌劑(例如丙酮、酒精、洗潔精等)清洗，主要是去油、去污、去銹，使金屬工件表面清潔。
上述的步驟A、B以及金屬工件表面的清洗，均在室溫下進(jìn)行。
C.將涂覆料漿的金屬工件在50～110℃溫度下干燥30～100min(分鐘)。干燥最好在干燥爐中進(jìn)行(可采用常規(guī)干燥爐)；尺寸受限制時(shí)，也可用風(fēng)機(jī)吹干。
D.將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐或真空爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以8～15℃/min的升溫速度從室溫升溫至400～450℃，保溫5～10min。再以6～10℃/min的升溫速度從400～450℃升溫至900～1000℃，接著以3～8℃/min的升溫速度從900～1000℃升溫至1050～1150℃，保溫8～50min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。
在上述的步驟B中，料漿的涂覆厚度最好為0.1～1mm。
在上述的步驟D中，氣體保護(hù)爐所用的保護(hù)氣為還原性氣體，或惰性氣體(例如氬氣)。保護(hù)氣最好是采用氨分解爐分解氨所產(chǎn)生的氫氣和氮?dú)?。真空爐的真空度一般為1.0×10-3～1.0Pa。所述的氣體保護(hù)爐、氨分解爐、真空爐均可采用常規(guī)設(shè)備。
上述金屬工件的材質(zhì)可以是低合金鋼、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、高速鋼或鉻鉬鋼，例如Cr5Mo鋼、45號(hào)碳鋼、20號(hào)碳鋼或10號(hào)碳鋼。
實(shí)施例 在以下的實(shí)施例1～5中，所有的原料均市購(gòu)獲得。除干燥、燒結(jié)步驟外，其余各步驟均在室溫下進(jìn)行。金屬工件在涂覆料漿前，表面均清洗干凈。氣體保護(hù)爐所用的保護(hù)氣為氨分解爐分解氨所產(chǎn)生的氫氣和氮?dú)狻?br> 實(shí)施例1～5所制備的本發(fā)明金屬陶瓷涂層的耐腐蝕性能見(jiàn)表1，表1同時(shí)列出了其它幾種金屬材料以進(jìn)行對(duì)比。表1中，所述腐蝕介質(zhì)中堿渣的部分分析結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例1 將80重量％粒徑為40～50μm的混合粉末與20重量％粒徑為40～50μm的碳化鎢混合，配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物；其中的重量％以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)?；旌戏勰┯?重量％的Cr、4重量％的B、5重量％的Si、4重量％的Fe、4.9重量％的Al、0.3重量％的鑭系稀土氧化物和73.8重量％的Ni組成，其中的重量％以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為54重量％的氧化鑭、26.6重量％的氧化釹、14.4重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。雜質(zhì)主要包括氧化鈣、三氧化二鐵、二氧化硅、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化釔等；以下實(shí)施例同此。
待處理的金屬工件，材質(zhì)為20號(hào)碳鋼；形狀為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)50mm，寬20mm，厚2mm。
將上述的金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇(聚乙烯醇為市購(gòu)的上文合成牌，以下實(shí)施例同此)混合攪拌，調(diào)制成料漿；以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為94重量％，聚乙烯醇的含量為6重量％。將料漿以0.5mm的厚度涂覆在金屬工件表面，再將工件置入干燥爐中，在80℃溫度下干燥60min。將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以10℃/min的升溫速度從室溫升溫至420℃，保溫6min。再以8℃/min的升溫速度從420℃升溫至1000℃，接著以5℃/min的升溫速度從1000℃升溫至1050℃，保溫10min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。耐腐蝕性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例2 將85重量％粒徑為40～50μm的混合粉末與15重量％粒徑為40～50μm的碳化鎢混合，配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物；其中的重量％以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)?；旌戏勰┯?.5重量％的Cr、4.5重量％的B、3.8重量％的Si、2.8重量％的Fe、0.7重量％的Al、0.2重量％的鑭系稀土氧化物和80.5重量％的Ni組成，其中的重量％以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為53重量％的氧化鑭、27重量％的氧化釹、15重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。
待處理的金屬工件，材質(zhì)為20號(hào)碳鋼；形狀為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)50mm，寬20mm，厚2mm。
將上述的金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇混合攪拌，調(diào)制成料漿；以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為94重量％，聚乙烯醇的含量為6重量％。將料漿以0.5mm的厚度涂覆在金屬工件表面，再將工件置入干燥爐中，在80℃溫度下干燥60min。將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以10℃/min的升溫速度從室溫升溫至420℃，保溫6min。再以8℃/min的升溫速度從420℃升溫至1000℃，接著以5℃/min的升溫速度從1000℃升溫至1050℃，保溫10min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。耐腐蝕性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例3 將55重量％粒徑為40～50μm的混合粉末與45重量％粒徑為40～50μm的碳化鎢混合，配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物；其中的重量％以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)?；旌戏勰┯?重量％的Cr、3重量％的B、4重量％的Si、3重量％的Fe、0.2重量％的Al、0.1重量％的鑭系稀土氧化物和83.7重量％的Ni組成，其中的重量％以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為52重量％的氧化鑭、28.6重量％的氧化釹、16重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。
待處理的金屬工件，材質(zhì)為20號(hào)碳鋼；形狀為圓管，公稱直徑89mm，壁厚3mm，長(zhǎng)度1000mm。
將上述的金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇混合攪拌，調(diào)制成料漿；以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為95重量％，聚乙烯醇的含量為5重量％。將料漿以0.8mm的厚度涂覆在金屬工件表面，再將工件置入干燥爐中，在110℃溫度下干燥90min。將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以10℃/min的升溫速度從室溫升溫至450℃，保溫10min。再以8℃/min的升溫速度從450℃升溫至1000℃，接著以5℃/min的升溫速度從1000℃升溫至1050℃，保溫25min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。耐腐蝕性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例4 將60重量％粒徑為40～50μm的混合粉末與40重量％粒徑為40～50μm的碳化鈦混合，配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物；其中的重量％以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)?；旌戏勰┯?.5重量％的Cr、4.6重量％的B、3.5重量％的Si、2.5重量％的Fe、0.3重量％的Al、0.1重量％的鑭系稀土氧化物和81.5重量％的Ni組成，其中的重量％以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為52重量％的氧化鑭、28.6重量％的氧化釹、16重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。
待處理的金屬工件，材質(zhì)為20號(hào)碳鋼；形狀為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)50mm，寬20mm，厚2mm。
將上述的金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇混合攪拌，調(diào)制成料漿；以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為95重量％，聚乙烯醇的含量為5重量％。將料漿以0.8mm的厚度涂覆在金屬工件表面，再將工件置入干燥爐中，在80℃溫度下干燥60min。將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以10℃/min的升溫速度從室溫升溫至420℃，保溫6min。再以8℃/min的升溫速度從420℃升溫至1000℃，接著以5℃/min的升溫速度從1000℃升溫至1050℃，保溫15min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。耐腐蝕性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例5 將35重量％粒徑為40～50μm的混合粉末與65重量％的硬質(zhì)材料混合，配制成本發(fā)明的金屬陶瓷組合物；其中的重量％以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。硬質(zhì)材料選用碳化鎢和碳化鈦兩種碳化物，粒徑均為40～50μm。以硬質(zhì)材料的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，碳化鎢含量為54重量％，碳化鈦含量為46重量％?；旌戏勰┯?重量％的Cr、5.4重量％的B、5重量％的Si、5重量％的Fe、1重量％的Al、1重量％的鑭系稀土氧化物和74.6重量％的Ni組成，其中的重量％以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)。所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為52重量％的氧化鑭、28.6重量％的氧化釹、16重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。
待處理的金屬工件，材質(zhì)為20號(hào)碳鋼；形狀為圓管，公稱直徑25mm，壁厚2.5mm，長(zhǎng)度500mm。
將上述的金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇混合攪拌，調(diào)制成料漿；以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為95重量％，聚乙烯醇的含量為5重量％。將料漿以0.8mm的厚度涂覆在金屬工件表面，再將工件置入干燥爐中，在70℃溫度下干燥60min。將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以10℃/min的升溫速度從室溫升溫至450℃，保溫10min。再以8℃/min的升溫速度從450℃升溫至1000℃，接著以5℃/min的升溫速度從1000℃升溫至1100℃，保溫20min。之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。耐腐蝕性能見(jiàn)表1。
表1本發(fā)明金屬陶瓷涂層與其它幾種金屬材料的耐腐蝕性能 表2表1腐蝕介質(zhì)中堿渣的部分分析結(jié)果(數(shù)值單位mg/L)
權(quán)利要求
1、一種金屬陶瓷組合物，其特征在于以金屬陶瓷組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由30～85重量％的混合粉末和15～70重量％的硬質(zhì)材料組成，所述的混合粉末，以混合粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，由5～8重量％的Cr、2～6重量％的B、3～5重量％的Si、2～5重量％的Fe、0.1～5重量％的Al、0.1～1.5重量％的鑭系稀土氧化物和69.5～87.8重量％的Ni組成，所述的硬質(zhì)材料為碳化鎢和/或碳化鈦。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷組合物，其特征在于所述的鑭系稀土氧化物，以其總重量為基準(zhǔn)計(jì)，組成為52～55重量％的氧化鑭、26.6～28.6重量％的氧化釹、14.4～16重量％的氧化鐠，余量為雜質(zhì)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬陶瓷組合物，其特征在于混合粉末和硬質(zhì)材料的粒徑均為40～50μm。
4、采用權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷組合物在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于由以下步驟組成
A.將金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇或醋酸乙酯混合攪拌，調(diào)制成料漿，以料漿的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，金屬陶瓷組合物的含量為90～95重量％，粘結(jié)劑的含量為5～10重量％；
B.將料漿以0.1～2mm的厚度涂覆在金屬工件表面；
C.將涂覆料漿的金屬工件在50～110℃溫度下干燥30～100min；
D.將干燥后的金屬工件置入氣體保護(hù)爐或真空爐中，按以下的程序進(jìn)行燒結(jié)處理以8～15℃/min的升溫速度從室溫升溫至400～450℃，保溫5～10min，再以6～10℃/min的升溫速度從400～450℃升溫至900～1000℃，接著以3～8℃/min的升溫速度從900～1000℃升溫至1050～1150℃，保溫8～50min，之后隨爐空冷至室溫，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于步驟B中，料漿的涂覆厚度為0.1～1mm。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于步驟D中，氣體保護(hù)爐所用的保護(hù)氣為氨分解爐分解氨所產(chǎn)生的氫氣和氮?dú)狻?br> 7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于步驟D中，氣體保護(hù)爐所用的保護(hù)氣為氬氣。
8、根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于所述金屬工件的材質(zhì)為低合金鋼、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、高速鋼或鉻鉬鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬陶瓷組合物，以及在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，以解決現(xiàn)有的采用金屬陶瓷組合物在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的工藝分別存在的不適用于多種形狀或材質(zhì)的金屬工件、能耗較高等問(wèn)題。本發(fā)明的金屬陶瓷組合物由混合粉末和硬質(zhì)材料組成；混合粉末由Cr、B、Si、Fe、Al、鑭系稀土氧化物和Ni組成，硬質(zhì)材料為碳化鎢和/或碳化鈦。本發(fā)明在金屬表面制備金屬陶瓷涂層的方法，是將金屬陶瓷組合物與粘結(jié)劑聚乙烯醇或醋酸乙酯混合攪拌，調(diào)制成料漿，再將料漿涂覆在金屬工件表面。涂覆料漿的金屬工件經(jīng)過(guò)干燥、在氣體保護(hù)爐或真空爐中進(jìn)行燒結(jié)處理，得到帶有金屬陶瓷涂層的金屬工件。
文檔編號(hào)C23D5/02GK101100719SQ20071005486
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月28日
發(fā)明者李選亭, 盛長(zhǎng)松, 劉文亮, 晁懷瑞, 姜萬(wàn)軍, 馬新飛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司