一種氧化鋁基金屬陶瓷及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種氧化鋁基金屬陶瓷，化學(xué)成分（wt%）為：Co+Cr：15~50，其中，Co：Cr=7:3，其余為納米Al2O3：50~85。使用上述氧化鋁基金屬陶瓷制成的產(chǎn)品，制備工藝如下：以納米Al2O3做為基體原料，混合Co、Cr做為增韌相、粘結(jié)相；采用濕磨工藝進(jìn)行原料混合，將原料粉末在球磨罐中球磨48~72小時(shí)，以水或酒精做為濕磨介質(zhì)，使原料混合均勻；采用熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450℃~1550℃，壓力150~200MPa，保溫保壓1h以上，得到產(chǎn)品。本發(fā)明具有強(qiáng)度高，抗氧化及熱高溫耐腐蝕性能和組織穩(wěn)定性好，成本較為低廉的特點(diǎn)，適用于高溫下抗氧化耐腐蝕用零部件。
【專利說(shuō)明】一種氧化鋁基金屬陶瓷及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種氧化鋁基金屬陶瓷及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，高溫材料大致有以下幾種，其特點(diǎn)和缺陷如下所述。
[0003] (1)高溫合金，Inconel600,其組成成組 72M-14?17Cr-6?lOFe-O. 15C-lMn-0. 015 S-ο. 5Si-0. 5Cu (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，在700°C以下具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優(yōu)良的冷 熱加工和焊接性能，滿意的熱強(qiáng)性和高的塑性，但在高于1 l〇〇°C時(shí)，該材質(zhì)所制作的零件難 以承受高溫氧化和硫腐蝕。 (2)涂層材料，UMC〇50,其組成成分28Cr-21Fe-lSi-50Co,具有耐熱沖擊，耐磨材料，耐 硫化物及釩蝕損，高溫強(qiáng)度大，但使用極限為1150°C。Stellite6,其組成成分C〇-27~32Cr -4?6W-0. 9?1. 4C-Ni，F(xiàn)e，Si，Mn，Mo在高于980°C時(shí)具有較高的強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞、抗熱 腐蝕和耐磨蝕性能，且有較好的焊接性，但使用極限溫度為ll〇〇°C。Hayesl88,組成成分為 39C〇-22Ni-22Cr-14W-3Fe-l. 25Mn-Si，C，La, B適用于氧化和還原性介質(zhì)下使用，其產(chǎn)品本 身具有較高的鑰、鉻含量使合金能夠耐氯離子腐蝕，鎢元素進(jìn)一步提高了耐蝕性，使用溫度 極限為1150°C。
[0004] (3)陶瓷，A1203, Al203/Ti02，具有極佳的耐氧化，耐腐蝕性能，抗熱震性能差。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有的高溫合金材質(zhì)均無(wú)法滿足在1200°C以上，強(qiáng)氧化腐蝕的環(huán)境下 連續(xù)使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高，抗氧化及熱高溫耐腐蝕性能和組織穩(wěn)定性 好，成本較為低廉的氧化鋁基金屬陶瓷，適用于高溫下抗氧化耐腐蝕用零部件。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于提供一種氧化鋁基金屬陶瓷的應(yīng)。
[0008] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是： 一種氧化鋁基金屬陶瓷，化學(xué)成分（wt%)為：Co +Cr :15飛0,其中，Co :Cr=7:3,其余為 納米 A1203 :50?85。
[0009] 使用上述氧化鋁基金屬陶瓷制成的產(chǎn)品，制備工藝如下： 步驟一，以納米A1203做為基體原料，混合Co、Cr做為增韌相、粘結(jié)相，其中Cr用來(lái)提高 Co的抗氧化性； 步驟二，采用濕磨工藝進(jìn)行原料混合，將原料粉末在球磨罐中球磨48~72小時(shí)，以水或 酒精做為濕磨介質(zhì)，使原料混合均勻； 步驟三，采用熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450°C?1550°C，壓力15(T200MPa，保溫保壓lh以 上，得到產(chǎn)品。
[0010] 采用上述方案后，本發(fā)明的原理是：基體成分選擇A1203，因?yàn)樽鰹榻饘傺趸?，?以在合金表面形成致密、連續(xù)、附著力強(qiáng)的氧化膜，從而在1200°c以上具有高的抗氧化及耐 腐蝕性能，并提供高硬度及耐磨性,而且氧化鋁成本較低。而Co的熔點(diǎn)為1595°C，高溫性 能較好，在本發(fā)明中的作用是使材料在1200°C的高溫下仍然具有一定的強(qiáng)度，較高含量的 Co均勻彌散在合金中，使合金具有良好的抗熱震性。Co的平衡電極電位為-0. 28V，正于Fe 的-0. 44V，其耐蝕性優(yōu)良，且Co的鈍化性強(qiáng)。Cr在a -Co中有較大溶解度，Co可與Cr形 成一系列不同組織結(jié)構(gòu)的相，其中包括金屬間化合物，從而成為合金抗高溫腐蝕性能中不 可或缺的元素，從而顯著提高Co的室溫和高溫力學(xué)性能。Co-Cr相均勻分散于A1 203相中， 聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，使合金具有一定的強(qiáng)度，改善了 A1203脆的缺點(diǎn)。
[0011] 總之，本發(fā)明的氧化鋁基金屬陶瓷具有強(qiáng)度高，抗氧化及熱高溫耐腐蝕性能和組 織穩(wěn)定性好，成本較為低廉的特點(diǎn)，適用于高溫下抗氧化耐腐蝕用零部件。
[0012] 本發(fā)明通過粉末冶金方法制備，并使用熱壓燒結(jié)成型，獲得性能優(yōu)異的高溫使用 部件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的氧化鋁基金屬陶瓷材料性能原理圖； 圖2是本發(fā)明的氧化鋁基金屬陶瓷材料在SEM下觀察的形貌圖一； 圖3是本發(fā)明的氧化鋁基金屬陶瓷材料在SEM下觀察的形貌圖二。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明揭示的一種氧化鋁基金屬陶瓷，按重量百分比計(jì)，化學(xué)成分為：Co +Cr: 15?50,其中，Co :Cr=7:3,其余為納米Α1203 :5(Γ85。材料性能原理如圖1所示。
[0015] 測(cè)試材料的各性能，在SEM下觀察材料形貌，得到測(cè)試結(jié)果如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種氧化鋁基金屬陶瓷，其特征在于：按重量百分比計(jì)，化學(xué)成分為：Co +Cr: 15?50,其中，Co :Cr=7:3,其余為納米A1203 :50?85。
2. 使用如權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁基金屬陶瓷制成的產(chǎn)品，其特征在于制備工藝 如下： 步驟一，以納米A1203做為基體原料，混合Co、Cr做為增韌相、粘結(jié)相； 步驟二，采用濕磨工藝進(jìn)行原料混合，將原料粉末在球磨罐中球磨48~72小時(shí)，以水或 酒精做為濕磨介質(zhì)，使原料混合均勻； 步驟三，采用熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450°C?1550°C，壓力15(T200MPa，保溫保壓lh以 上，得到產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】B22F3/14GK104109793SQ201410349714
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】陳杉杉, 黃華, 吳沖滸, 肖滿斗 申請(qǐng)人:廈門鎢業(yè)股份有限公司