本发明专利技术涉及一种ＦｅＭｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复相陶瓷及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。本发明专利技术以Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］粉体和ＦｅＭｏ合金微粉为原料经过组分设计、配料、球磨混匀、成型，在１２５０℃～１８５０℃下采用埋炭法烧结，制备得到的一种ＦｅＭｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复相陶瓷材料。该ＦｅＭｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复相陶瓷具有强度高、硬度高、韧性大、耐磨损、耐高温等特点，其制备方法具有原料价格较低、工艺方法相对简单、产品性能好等特点。
【技术实现步骤摘要】
.本专利技术涉及一种FeMo-Al203复相陶瓷材料及其制备方法，属于耐磨材料领域。
技术介绍
Al203陶瓷是一种具有高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀及良好的电绝缘性等优良 性能的结构陶瓷，常用于高强度刀具、耐磨部件及工程机械中的受力部件。近年来，在机械 加工、电子器件、冶金、化工、航天航空等方面也得到了广泛的应用。由于其价格低廉，是目前生产量最大，应用面最广的陶瓷材料之一。但A1203结构陶瓷的韧性低、断裂强度低等 问题已成为制约其广泛应用的瓶颈。陶瓷材料一般可以通过添加刚性粒子、纤维、晶须或延性金属颗粒等第二相以达到增韧的效果。近年来，采用金属颗粒增韧的方法己成功制备出多种金属增韧的Al203基复相陶瓷。K. Konopka等人采用热压烧结法制备出Fe-Al203复相陶瓷，金属铁作为第二相添加到A1203 陶瓷基体中，虽然增强了陶瓷材料的断裂韧性，但是会降低材料的抗弯强度；JinshanLu等人 使用高压烧结法制备出Ni-Al203复相陶瓷，金属镍增大了陶瓷材料的强度，但对提高陶瓷材 料的断裂韧性效果不显著。0.Sbaizero等人利用热压烧结法制备出Mo-Al203复相陶瓷，金属 钼虽可增大陶瓷材料的高温强度、硬度及抗热震性，但对提高陶瓷材料的断裂韧性效果不明 显。Gofeedo de Portu等人采用热压法制备出Nb-Al203复相陶瓷，可极大地增加陶瓷的韧性， 但对高温强度的提高却不理想。采用金属单质增韧的方式无法兼顾复相陶瓷强度、断裂韧性 和硬度等性能。同时目前制备金属增韧八1203复相陶瓷采用热压、高压等烧结方法，制备工艺复杂，烧 结设备昂贵，'难以获得形状复杂的复相陶瓷制品，难以实现大批量工业生产，极大地限制了 金属增韧复相A1203陶瓷的应用和发展。因此开发一种较低成本的制造技术并兼顾强度和韧性的合金系增韧A1203复相陶瓷，具 有重要的应用价值和技术创新意义。
技术实现思路
本专利的目的是针对单质金属颗粒增韧的A1203基复相陶瓷不能兼顾强度、断裂韧性与 硬度的问题，利用Fe-Mo系合金兼具且优于单相金属铁和金属钼的性能，尤其是具有较高的 硬度和强度的特点，提出一种采用FeMo合金微粉作为第二相粒子引入到Al2Cb陶瓷中，通过埋炭无压烧结制备FeMo-Al203复相陶瓷的方法，来达到制备一种强度高韧性大耐磨损的 A1203基复相陶瓷材料的目的。为实现上述目的，本专利的技术方案如下.-本专利涉及一种FeMo-Al203复相陶瓷，其特征在于它由a-Al203粉和FeMo合金粉制备 得到，各组分所占的比例为a-Al203粉为70 vol.% 99 vol%， FeMo合金粉为lvol.% 30 vol.%。其中配料时各种原料的质量要求如下FeMo合金粉要求Mo含量大于50wt.%，平均粒径小于lO(Him; a-Al203粉要求纯度大于 95 wt.%，平均粒径小于20nm。本专利所述的FeMo-Al203复相陶瓷材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1) 配料a-Al203粉为70 vol.% 99 vol.%， FeMo合金粉为lvol.% 30 vol.%;2) 混料；可以采用湿法球磨混合2 36小时，然后干燥；3) 成型；可以采用在10MPa 100MPa下压制成型，并在100MPa 300MPa下冷等静压 成型；4) 采用埋炭法烧结具体方法为首先在匣钵底部铺一层焦炭和炭黑的混合物，该焦炭 和炭黑混合物的比例可以自行调整，在该焦炭和炭黑混合物上放置一层碳板，在碳板上合适 距离打洞，然后以氧化铝空心球覆盖，将试样置于氧化铝空心球上，再覆盖一层氧化铝空心 球，加盖碳板，最后在碳板上撒一层焦炭和炭黑的混合物，该焦炭和炭黑混合物的比例可以 自行调整。将匣钵密封后置于高温炉中烧结，烧结温度范围为1250'C 185(TC，保温时间为 0.5h 20h，然后自然冷却至室温；5) 取出陶瓷制品，进行表面处理后，得到本专利所涉及的FeMo-Al203复相陶瓷。 该FeMo-Al203复相陶瓷具有强度高、硬度高、韧性大、耐磨损、耐高温等特点，其制备方法原料价格低廉、工艺过程釆用埋炭法烧结，所使用的高温炉可以采用空气气氛的电加热 窑炉、燃气加热窑炉、燃油加热窑炉或燃煤加热窑炉，不需要使用真空炉或有气氛保护的加 热炉，能够制备形状复杂的复相陶瓷制品，易于工业化生产。 具体实施例方式实施实例1.FeMo合金微粉加入量为6vol.%，要求Mo含量为60 wt.%，平均粒径为5nm; a-Al203 粉加入量为94 vol.%，要求a-Al2Cb粉纯度为99.9wt.%，平均粒径为lpm。首先将各种原料按照上述的比例装入球磨罐中，以无水乙醇为介质，进行湿法球磨24h， 将原料磨细到小于0.150mm的孔径筛的筛余量小于2.0wt.%。进行恒温水浴旋转蒸发干燥，然后在烘箱中于10(TC继续干燥4小时，过100目筛。 将干燥后的原料粉在30MPa下压制成型，然后在200MPa下进行冷等静压密实处理。 将成型后的试样置于耐火匣钵中并埋炭，具体方法为首先在匣钵底部铺一层焦炭和炭 黑的混合物，焦炭和炭黑的比例为l: 2，在该焦炭和炭黑的混合物上放置一层碳板，在碳板 上合适距离打洞，然后以氧化铝空心球覆盖，将试样置于氧化铝空心球上，再覆盖一层氧化 铝空心球，加盖碳板，最后在碳板上撒一层焦炭和炭黑的混合物，焦炭和炭黑的比例为h 2。 将匣钵密封后置于高温炉中进行无压烧结，烧结温度为165CTC,保温3h后自然冷却至室温， 即得到相应的FeMo-Al203复相陶瓷材料。所得制品的主要性能指标如下相对密度95.8%;洛氏硬度(HRA): 90.6;抗弯强度312MPa;断裂韧性4.1MPa'm1/2。 实施实例2FeMo合金微粉加入量为8 vol.%,要求Mo含量68 wt.%，平均粒径为20nm; a-Al203 粉体加入量为92 vol.%，要求a-Al203粉体纯度为97 wt.%，平均粒径为5^mi。首先将各种原料按照上述的比例装入球磨罐中，以无水乙醇为介质，进行湿法球磨12h， 将原料磨细到小于0.250mm的孔径筛的筛余量小于1.0wt.%。进行真空干燥，然后在烘箱中于IO(TC继续干燥3小时。过60目筛。 将干燥后的原料粉在50MPa下压制成型，然后在200MPa下进行冷等静压成型。 将成型后的试样置于耐火匣钵中并埋炭，具体方法为首先在匣钵底部铺一层焦炭和炭 黑的混合物，焦炭和炭黑的比例为h 1，在该焦炭和炭黑的混合物上放置一层碳板，在碳板 上合适距离打洞，然后以氧化铝空心球覆盖，将试样置于氧化铝空心球上，再覆盖一层氧化铝空心球，加盖碳板，最后在碳板上撒一层焦炭和炭黑的混合物，焦炭和炭黑的比例为l: 1。将匣钵密封后置于高温炉中进行无压烧结，烧结温度为180(TC，保温6h后自然冷却至室温， 即得到相应的FeMo-Al203复相陶瓷材料。所得制品的主要性能指标如下相对密度96.3%;洛氏硬度(HRA): 91.4;.抗弯强度336MPa;断裂韧性4.3MPa'm1/2。 实施实例3FeMo合金微粉加入量为12vol.%，要求Mo含量为50wt.%，平均粒径为lOpm; a-Al203本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利涉及一种ＦｅＭｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复相陶瓷材料，其特征在于它由α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］粉和ＦｅＭｏ合金粉制备得到，各组分所占的比例为：α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］粉为７０ｖｏｌ．％～９９．９９ｖｏｌ％，ＦｅＭｏ合金粉为０．０１ｖｏｌ．％～３０ｖｏｌ．％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤娇，房明浩，黄朝晖，刘艳改，黄赛芳，姜斌，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：11[]
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