本發(fā)明涉及陶瓷材料技術領域，具體是一種陶瓷金屬材料。

背景技術：

磨損是預制件產生失效的一種最基本的類型，目前普遍存在于冶金，礦山、火電、機械、水泥、煤礦等許多行業(yè)。這造成了原材料的極大浪費和能源的巨大的消耗，據不完全統計，我國每年消耗金屬耐磨材料高達500萬噸以上。可見提高機械設備及零部件的耐磨性能，可以有效減少能源的消耗，也可以提高勞動生產率。

針對上述情況，有人提出將金屬和陶瓷制成復合材料，陶瓷金屬復合材料是將陶瓷的高耐磨、高硬度性能和金屬材料的韌性結合起來的一種新型復合材料?，F在我國使用的金屬陶瓷復合材料，主要通過國外進口，我國生產的金屬陶瓷復合材料，其性能在現階段與進口產品相比，還有一定的差距。不論國內還是國外的金屬陶瓷復合材料，其主要工藝原理是依靠陶瓷顆粒增強金屬材料的方法制造。

目前，研究最多的是以氧化鋁，碳化硅，碳化鎢陶瓷顆粒為骨料，合金粉末或基體金屬粉末為填充劑，選擇合適的粘結劑，壓制成型，制成預制塊，烘干。在真空燒結爐內熔化合金粉末、基體金屬粉末，把陶瓷顆粒粘接成多孔的陶瓷預制體。然后再澆鑄基體金屬液。在澆鑄基體金屬液時，合金粉末熔化，金屬液填充至該合金粉末的孔隙中，這樣的預制體是靠粘接劑粘接成型易脆裂、易剝落?？紫毒鶆蛐圆?，在澆鑄基體金屬液時，基體金屬液滲透不透徹，不均勻，陶瓷顆粒和基體金屬液的粘接性較差，從而導致耐磨性能較差，抗沖擊性能差。其次，合金粉末價格昂貴，導致制造成本高。

為了改善陶瓷顆粒與基體金屬的粘接性，人們想到了在陶瓷顆粒上鍍鎳(CN101748348A)，然后再燒結的方法，這樣的方法鎳在高溫燒結時易氧化，也使得陶瓷顆粒與金屬粘接性變差。不能從根本上解決陶瓷顆粒與基體金屬的粘接性問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種強度高、穩(wěn)定性好的陶瓷金屬材料，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵5-10份、氧化鋁10-15份、納米二氧化硅6-10份、高嶺土80-120份、石英砂80-100份、氧化鋅4-8份、鋯石30-50份、氮化硅4-8份、氮化鋁4-6份、三氧化鉬5-10份、鎂4-8份、羥基磷灰石15-25份、石蠟10-14份、鈦10-15份、硼氫化鋰10-14份、硼氫化鉀4-8份、三乙酰氧基硼氫化鈉3-5份、聚苯乙烯顆粒30-40份。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵6-9份、氧化鋁11-14份、納米二氧化硅7-9份、高嶺土90-110份、石英砂85-95份、氧化鋅5-7份、鋯石35-45份、氮化硅5-7份、氮化鋁4.5-5.5份、三氧化鉬6-9份、鎂5-7份、羥基磷灰石18-22份、石蠟11-13份、鈦11-14份、硼氫化鋰11-13份、硼氫化鉀5-7份、三乙酰氧基硼氫化鈉3.5-4.5份、聚苯乙烯顆粒32-38份。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵8份、氧化鋁12份、納米二氧化硅8份、高嶺土100份、石英砂90份、氧化鋅6份、鋯石40份、氮化硅6份、氮化鋁5份、三氧化鉬8份、鎂6份、羥基磷灰石20份、石蠟12份、鈦12份、硼氫化鋰12份、硼氫化鉀6份、三乙酰氧基硼氫化鈉4份、聚苯乙烯顆粒35份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于700-900℃的爐中；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為80-120um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是0.1-1mm之間。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的組分合理，比例協調，制成的陶瓷金屬材料性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕以及防水等性能，應用于多種領域，而且本發(fā)明潤濕性能好，降低材料的脆弱性，有效的增強材料的強度。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵5份、氧化鋁10份、納米二氧化硅6份、高嶺土80份、石英砂80份、氧化鋅4份、鋯石30份、氮化硅4份、氮化鋁4份、三氧化鉬5份、鎂4份、羥基磷灰石15份、石蠟10份、鈦10份、硼氫化鋰10份、硼氫化鉀4份、三乙酰氧基硼氫化鈉3份、聚苯乙烯顆粒30份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔铮?/p>

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于700℃的爐中；所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是0.1mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為80um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實施例2

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵6份、氧化鋁11份、納米二氧化硅7份、高嶺土90份、石英砂85份、氧化鋅5份、鋯石35份、氮化硅5份、氮化鋁4.5份、三氧化鉬6份、鎂5份、羥基磷灰石18份、石蠟11份、鈦11份、硼氫化鋰11份、硼氫化鉀5份、三乙酰氧基硼氫化鈉3.5份、聚苯乙烯顆粒32份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于750℃的爐中；所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是0.4mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為90um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實施例3

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵8份、氧化鋁12份、納米二氧化硅8份、高嶺土100份、石英砂90份、氧化鋅6份、鋯石40份、氮化硅6份、氮化鋁5份、三氧化鉬8份、鎂6份、羥基磷灰石20份、石蠟12份、鈦12份、硼氫化鋰12份、硼氫化鉀6份、三乙酰氧基硼氫化鈉4份、聚苯乙烯顆粒35份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于800℃的爐中；所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是0.6mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為100um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實施例4

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵9份、氧化鋁14份、納米二氧化硅9份、高嶺土110份、石英砂95份、氧化鋅7份、鋯石45份、氮化硅7份、氮化鋁5.5份、三氧化鉬9份、鎂7份、羥基磷灰石22份、石蠟13份、鈦14份、硼氫化鋰13份、硼氫化鉀7份、三乙酰氧基硼氫化鈉4.5份、聚苯乙烯顆粒38份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于850℃的爐中；所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是0.8mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為110um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實施例5

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵10份、氧化鋁15份、納米二氧化硅10份、高嶺土120份、石英砂100份、氧化鋅8份、鋯石50份、氮化硅8份、氮化鋁6份、三氧化鉬10份、鎂8份、羥基磷灰石25份、石蠟14份、鈦15份、硼氫化鋰14份、硼氫化鉀8份、三乙酰氧基硼氫化鈉5份、聚苯乙烯顆粒40份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆粒混合均勻得到混合物；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數量的金屬絲網，并放置于900℃的爐中；所述絲網的材質是指低碳鋼絲網或不銹鋼絲網，其絲徑是1mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進入孔隙中，將絲網熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過化學鍍鎳的方式在陶瓷預制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為120um；將鍍鎳后的陶瓷預制件固定在鑄型中，負壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

本發(fā)明的組分合理，比例協調，制成的陶瓷金屬材料性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕以及防水等性能，應用于多種領域，而且本發(fā)明潤濕性能好，降低材料的脆弱性，有效的增強材料的強度。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。