一种铬和锰改性Mo制造技术

本发明专利技术公开了一种铬和锰改性Mo

【技术实现步骤摘要】
一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷及其制备方法
本专利技术属于金属陶瓷
，具体涉及一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷及其制备方法。
技术介绍
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，而与WCoB和Mo2NiB2基陶瓷相比，Mo2FeB2基金属陶瓷不仅制备成本低，而且Mo2FeB2基金属陶瓷本申请具有相对较高的综合力学性能，因而引起了人们的极大关注。而目前针对Mo2FeB2基金属陶瓷的改性主要有三种方法：一、对烧结制备的工艺进行改进，二是在原始粉末中添加相关合金元素，如Cr、Ni、Mn、V和Nb等，通过合金化提高其性能，三是通过原始粉末中加入硬质相粉末后烧结，如WC、TiB2和SiC等，通过掺杂硬质相来提高其力学性能。虽然现在对Mo2FeB2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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种Cr和Mn改性Mo2FeB2基金属陶瓷及其制备方法，成分简单，制备成本低，而且硬度高、强度高和耐磨性好。本专利技术采用以下技术方案：一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷制备方法，包括以下步骤：S1、将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Cr、Mn五种原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1～1:1.2；Cr的掺杂量为0.1～6wt％；Mn的掺杂量为0.1～6wt％；S2、球磨将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入氮化硅磨球，以正己烷作为球磨介质，抽真空，充惰性气体，重复此过程两次，接着打开球磨机进行球磨处理；S3、将球磨后的浆料经抽真空后进行升温烘干处理；S4、步骤S3完成后，将粉末进行过筛；S5、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；S6、将成型坯体进行高温烧结并保温，得到铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷。优选的，步骤S1中，按原料粉末重量百分比为：Mo：47.0％～58.5％，Fe：23.5％～38.0％，B：5.0％～7.0％，Cr：0.1～6％，Mn：0.1～6％。优选的，步骤S2中，所述氮化硅磨球的Φ＝6～9mm，球料比控制在(3～7)：1，所述正己烷的加入量为原料粉末质量的30％～40％。优选的，步骤S2中，所述球磨转速为200～300r/min，所述球磨处理时间为10～16h。优选的，步骤S3中，抽真空后将气压降至小于0.1MPa，然后在75～85℃进行烘干处理。优选的，步骤S4中，所述粉体经100～150目过筛。优选的，步骤S5中，所述模压成型的压力为150～300MPa，保压时间为120～180s。优选的，步骤S6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1200～1400℃，1000℃以下的升温速率为10℃/min，1000℃以上的升温速率为6℃/min，保温时间为0.5～2h。本专利技术的另一个技术方案是，基于上述制备方法制备的一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷。优选的，所述铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷的致密度为98.5％～99.3％，硬度为88.4～91.3HRA，抗弯强度为1980～2195MPa。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供的一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷，包含硬质相和粘结相，原料经混料、湿磨、干燥、过筛、模压成型、真空烧结制备形成，制备过程简单，以Mo2FeB2为硬质相，以Cr和Mn粘结相，成本低廉；硬质相和粘结相的润湿性较好，形成的金属陶瓷致密度高、主要力学指标优良，适合工业推广。优选的，Mo、Ni、B、Cr和Mn粉末重量百分比的设置能更好发挥硬质相与粘结相两相的协同作用，而由于Cr和Mn的协同作用，进一步促进了Mo2FeB2的硬度、强度和耐磨性。优选的，球磨过程中，加入一定量的正己烷，并在氩气保护氛围下进行，防止粉体的氧化。优选的，球磨转速为200～300r/min，球磨处理时间为10～16h，能够保证粉体混合均匀并且细化。优选的，浆料抽真空后将气压降至小于0.1MPa，然后在75～85℃进行烘干处理，使得浆料中的正己烷进行蒸发。优选的，粉末经100～150目过筛，以增加粉末在后续模具中的流动性。优选的，模压成型的压力为150～300MPa，保压时间为120～180s，压制成型，并能保证一定的致密性。优选的，高温烧结具体为：控制真空度为10-2Pa，将温度自室温升温至1200～1400℃，1000℃以下的升温速率为10℃/min，1000℃以上的升温速率为6℃/min，保温时间为0.5～2h，生成硬质相颗粒，并且粘结液相的出现，使得试样更加致密化。综上所述，本专利技术制备的铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷由于高强度、高硬度，是制备工模具以及耐磨件的一种理想材料。下面通过实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。具体实施方式本专利技术一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷制备方法，包括以下步骤：S1、按原料粉末重量百分比为：Mo：47.0％～58.5％，Fe：23.5％～38.0％，B：5.0％～7.0％，Cr：0.1～6％，Mn：0.1～6％，将Mo、Ni、B、Cr和Mn五种原料粉末混合均匀，其中Mo与B原子比控制为1:1～1:1.2；S2、将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入氮化硅磨球(Φ＝6～9mm)，其中球料比控制在(3～7)：1，加入原料粉末质量30％～40％的正己烷作为球磨介质，然后抽真空，充惰性气体，重复此过程两次，接着打开球磨机，调整球磨转速为200～300r/min，球磨时间在10～16h；S3、将球磨后的浆料置于旋转蒸发仪中，先抽真空，气压降至小于0.1MPa，开始升温烘干，其中烘干温度为75～85℃；S3、干燥结束之后，将粉体经过100～150过筛，以增加粉体在后续模具中的流动性；S5、将过筛后的粉体装入金属模具中，在150～300MPa压力下模压成型，保压时间为120～180s；S6、将成型坯体在1200～1400℃温度区间进行高温烧结，高温烧结时的真空度为10-2Pa，自室温升温至1200℃～1400℃，保温0.5～1.5h，1000℃以下升温速率为10℃/min，1000℃以上升温速率为6℃/min，得到铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷，铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷的致密度为98.5％～99.3％，硬度为88.4～91.3HRA，抗弯强度为1980～2195MPa。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铬和锰改性Mo

【技术特征摘要】
1.一种铬和锰改性Mo2FeB2基金属陶瓷制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纯度不低于99％的Mo、Ni、B、Cr、Mn五种原料粉末混合均匀，Mo与B原子比控制为1:1～1:1.2；Cr的掺杂量为0.1～6wt％；Mn的掺杂量为0.1～6wt％；球磨将混合均匀的原料放入球磨罐中，加入氮化硅磨球，以正己烷作为球磨介质，抽真空，充惰性气体，重复此过程两次，接着打开球磨机进行球磨处理；
S3、将球磨后的浆料经抽真空后进行升温烘干处理；
S4、步骤S3完成后，将粉体进行过筛；
S5、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；
S6、将成型坯体进行高温烧结并保温，得到铬和锰改性Mo2NiB2基金属陶瓷。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，按原料粉末重量百分比为：Mo：47.0％～58.5％，Fe：23.5％～38.0％，B：5.0％～7.0％，Cr：0.1～6％，Mn：0.1～6％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述氮化硅磨球的Φ＝6～9mm，球料比控制在(3～7)：1，所述正己烷的加入量为原料粉末质量的30％～40％。


4.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓珊，
申请(专利权)人：长沙华脉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43