一种氧化铝基金属陶瓷及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种氧化铝基金属陶瓷，化学成分（wt%）为：Co+Cr：15~50，其中，Co：Cr=7:3，其余为纳米Al2O3：50~85。使用上述氧化铝基金属陶瓷制成的产品，制备工艺如下：以纳米Al2O3做为基体原料，混合Co、Cr做为增韧相、粘结相；采用湿磨工艺进行原料混合，将原料粉末在球磨罐中球磨48~72小时，以水或酒精做为湿磨介质，使原料混合均匀；采用热压烧结，烧结温度为1450℃~1550℃，压力150~200MPa，保温保压1h以上，得到产品。本发明具有强度高，抗氧化及热高温耐腐蚀性能和组织稳定性好，成本较为低廉的特点，适用于高温下抗氧化耐腐蚀用零部件。
【专利说明】一种氧化铝基金属陶瓷及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料的【技术领域】，涉及一种氧化铝基金属陶瓷及其应用。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，高温材料大致有以下几种，其特点和缺陷如下所述。
[0003] (1)高温合金，Inconel600,其组成成组 72M-14?17Cr-6?lOFe-O. 15C-lMn-0. 015 S-ο. 5Si-0. 5Cu (质量分数)，在700°C以下具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷 热加工和焊接性能，满意的热强性和高的塑性，但在高于1 l〇〇°C时，该材质所制作的零件难 以承受高温氧化和硫腐蚀。 (2)涂层材料，UMC〇50,其组成成分28Cr-21Fe-lSi-50Co,具有耐热冲击，耐磨材料，耐 硫化物及钒蚀损，高温强度大，但使用极限为1150°C。Stellite6,其组成成分C〇-27~32Cr -4?6W-0. 9?1. 4C-Ni，Fe，Si，Mn，Mo在高于980°C时具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热 腐蚀和耐磨蚀性能，且有较好的焊接性，但使用极限温度为ll〇〇°C。Hayesl88,组成成分为 39C〇-22Ni-22Cr-14W-3Fe-l. 25Mn-Si，C，La, B适用于氧化和还原性介质下使用，其产品本 身具有较高的钥、铬含量使合金能够耐氯离子腐蚀，钨元素进一步提高了耐蚀性，使用温度 极限为1150°C。
[0004] (3)陶瓷，A1203, Al203/Ti02，具有极佳的耐氧化，耐腐蚀性能，抗热震性能差。
[0005] 综上所述，现有的高温合金材质均无法满足在1200°C以上，强氧化腐蚀的环境下 连续使用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种强度高，抗氧化及热高温耐腐蚀性能和组织稳定性 好，成本较为低廉的氧化铝基金属陶瓷，适用于高温下抗氧化耐腐蚀用零部件。
[0007] 本发明的目的还在于提供一种氧化铝基金属陶瓷的应。
[0008] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是： 一种氧化铝基金属陶瓷，化学成分（wt%)为：Co +Cr :15飞0,其中，Co :Cr=7:3,其余为 纳米 A1203 :50?85。
[0009] 使用上述氧化铝基金属陶瓷制成的产品，制备工艺如下： 步骤一，以纳米A1203做为基体原料，混合Co、Cr做为增韧相、粘结相，其中Cr用来提高 Co的抗氧化性； 步骤二，采用湿磨工艺进行原料混合，将原料粉末在球磨罐中球磨48~72小时，以水或 酒精做为湿磨介质，使原料混合均匀； 步骤三，采用热压烧结，烧结温度为1450°C?1550°C，压力15(T200MPa，保温保压lh以 上，得到产品。
[0010] 采用上述方案后，本发明的原理是：基体成分选择A1203，因为做为金属氧化物，可 以在合金表面形成致密、连续、附着力强的氧化膜，从而在1200°c以上具有高的抗氧化及耐 腐蚀性能，并提供高硬度及耐磨性,而且氧化铝成本较低。而Co的熔点为1595°C，高温性 能较好，在本发明中的作用是使材料在1200°C的高温下仍然具有一定的强度，较高含量的 Co均匀弥散在合金中，使合金具有良好的抗热震性。Co的平衡电极电位为-0. 28V，正于Fe 的-0. 44V，其耐蚀性优良，且Co的钝化性强。Cr在a -Co中有较大溶解度，Co可与Cr形 成一系列不同组织结构的相，其中包括金属间化合物，从而成为合金抗高温腐蚀性能中不 可或缺的元素，从而显著提高Co的室温和高温力学性能。Co-Cr相均匀分散于A1 203相中， 联结成网，使合金具有一定的强度，改善了 A1203脆的缺点。
[0011] 总之，本发明的氧化铝基金属陶瓷具有强度高，抗氧化及热高温耐腐蚀性能和组 织稳定性好，成本较为低廉的特点，适用于高温下抗氧化耐腐蚀用零部件。
[0012] 本发明通过粉末冶金方法制备，并使用热压烧结成型，获得性能优异的高温使用 部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的氧化铝基金属陶瓷材料性能原理图； 图2是本发明的氧化铝基金属陶瓷材料在SEM下观察的形貌图一； 图3是本发明的氧化铝基金属陶瓷材料在SEM下观察的形貌图二。
【具体实施方式】
[0014] 本发明揭示的一种氧化铝基金属陶瓷，按重量百分比计，化学成分为：Co +Cr: 15?50,其中，Co :Cr=7:3,其余为纳米Α1203 :5(Γ85。材料性能原理如图1所示。
[0015] 测试材料的各性能，在SEM下观察材料形貌，得到测试结果如下：
【权利要求】
1. 一种氧化铝基金属陶瓷，其特征在于：按重量百分比计，化学成分为：Co +Cr: 15?50,其中，Co :Cr=7:3,其余为纳米A1203 :50?85。
2. 使用如权利要求1所述的一种氧化铝基金属陶瓷制成的产品，其特征在于制备工艺 如下： 步骤一，以纳米A1203做为基体原料，混合Co、Cr做为增韧相、粘结相； 步骤二，采用湿磨工艺进行原料混合，将原料粉末在球磨罐中球磨48~72小时，以水或 酒精做为湿磨介质，使原料混合均匀； 步骤三，采用热压烧结，烧结温度为1450°C?1550°C，压力15(T200MPa，保温保压lh以 上，得到产品。
【文档编号】B22F3/14GK104109793SQ201410349714
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】陈杉杉, 黄华, 吴冲浒, 肖满斗 申请人:厦门钨业股份有限公司