一种具有高韧度的金属陶瓷密封件及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有高韧度的金属陶瓷密封件及其制备方法，其由下述组分构成：氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钼、镍，其余成分为炭黑；采用上述技术方案的金属陶瓷密封件，其组分中的氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱均具有高韧性的特点，其可以有效增强金属陶瓷密封件的韧性，从而改善其易于断裂的缺点；同时在金属陶瓷密封件中加入钼元素，钼可以和炭黑生成碳化钼，其可以增加粘结相镍对硬质相的润湿性，从而提高界面强度。
【专利说明】一种具有高韧度的金属陶瓷密封件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种密封装置，尤其是一种具有高韧度的金属陶瓷密封件。
【背景技术】
[0002]随着材料技术的发展，陶瓷材料易得到广泛的运用，尤其在密封机构中，陶瓷材料由于其具有良好的耐高温、抗化学腐蚀与导热性，其适用于密封各类物质。但由于陶瓷本身性质，因其拥有相当的硬度，导致其本身偏脆，在受到冲击时易于断裂，因此在流体密封中陶瓷材料的表现往往不尽如人意。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种陶瓷密封件，其具有良好的韧性，能够有效改善陶瓷易于断裂的缺点。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种具有高韧度的金属陶瓷密封件，其由下述组分构成:氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍，其余成分为炭黑，其重量百分比如下所示:氧化铌18.5%~27.3%、氧化锆14.?%~21.5%、氧化镧15.3%~22.4%、氧化铱2.4%~6.7%、碳化硅13.9%~20.6%、钥1.4%~5.1%、镍2.5%~7.1%，其余成分为炭黑。
[0005]作为本发明的一种改进，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌26.3%、氧化锆14.7%、氧化镧18.5%、氧化铱6.7%、碳化硅18.6%、钥
5.1 %、镍7.1%，其余成分为炭黑。
`[0006]作为本发明的一种改进，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌18.5%、氧化锆21.5%、氧化镧22.4%、氧化铱2.4%、碳化硅19.5%、钥
1.4%、镍7.1%，其余成分为炭黑。
[0007]作为本发明的另一种改进，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌25.3%、氧化锆18.5%、氧化镧17.6%、氧化铱4.9%、碳化硅19.3%、钥3.7%、镍5.6%，其余成分为炭黑。
[0008]作为本发明的另一种改进，所述氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱的纯度均大于99%。
[0009]上述碳氮化钛金属陶瓷密封件的制备方法包括下述工艺步骤:
1)按照重量百分比取适量氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑，将其分别粉碎为40至90目的粉末；
2)将氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑粉末以无水乙醇为介质用球磨混合45~55h ；
3)将湿磨好的湿料用真空干燥机回收无水乙醇后，再用蒸汽干燥箱将粉料烘干；
4)将已干燥过的粉料加入代号为HB-C的合金专用成型剂，烘干后过50~110目筛；
5)将上述过筛粒状料加入钢模中，加压50~130MPa/cm2压制成型； 6)将上述加压成型后的素坯放入真空炉内烧结，温度控制在1400°C?1590°C，保温2?5小时；
7)将烧结的产品进行表面研磨加工，检验合格后入库。
[0010]作为本发明的另一种改进，所述步骤2)中球磨工序在常温环境下进行。
[0011]采用上述技术方案的金属陶瓷密封件，其组分中的氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱均具有高韧性的特点，其可以有效增强金属陶瓷密封件的韧性，从而改善其易于断裂的缺点；同时在金属陶瓷密封件中加入钥元素，钥可以和炭黑生成碳化钥，其可以增加粘结相镍对硬质相的润湿性，从而提高界面强度。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0013]实施例1
一种具有高韧度的金属陶瓷密封件，其由下述组分构成:氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍，其余成分为炭黑，其重量百分比如下所示:氧化铌26.3%、氧化锆14.7 %、氧化镧18.5%、氧化铱6.7 %、碳化硅18.6 %、钥5.1 %、镍7.1%，其余成分为炭黑。
[0014]作为本发明的另一种改进，所述氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱的纯度均大于99%。
[0015]上述碳氮化钛金属陶瓷密封件的制备方法包括下述工艺步骤:
1)按照重量百分比取适量氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑，将其分别粉碎为40目的粉末；
2)将氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑粉末以无水乙醇为介质用球磨混合45h ；
3)将湿磨好的湿料用真空干燥机回收无水乙醇后，再用蒸汽干燥箱将粉料烘干；
4)将已干燥过的粉料加入代号为HB-C的合金专用成型剂，烘干后过80目筛；
5)将上述过筛粒状料加入钢模中，加压80MPa/cm2压制成型；
6)将上述加压成型后的素坯放入真空炉内烧结，温度控制在1400°C，保温3小时；
7)将烧结的产品进行表面研磨加工，检验合格后入库。
[0016]作为本发明的另一种改进，所述步骤2)中球磨工序在常温环境下进行。
[0017]采用上述技术方案的金属陶瓷密封件，其组分中的氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱均具有高韧性的特点，其可以有效增强金属陶瓷密封件的韧性，从而改善其易于断裂的缺点；同时在金属陶瓷密封件中加入钥元素，钥可以和炭黑生成碳化钥，其可以增加粘结相镍对硬质相的润湿性，从而提高界面强度。
[0018]实施例2
一种具有高韧度的金属陶瓷密封件，其由下述组分构成:氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍，其余成分为炭黑，其重量百分比如下所示:氧化铌18.5%、氧化锆21.5%、氧化镧22.4%、氧化铱2.4%、碳化硅19.5%、钥1.4%、镍7.1%，其余成分为炭黑。
[0019]上述碳氮化钛金属陶瓷密封件的制备方法包括下述工艺步骤:
I) 按照重量百分比取适量氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑，将其分别粉碎为70目的粉末；
2)将氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑粉末以无水乙醇为介质用球磨混合50h ；
3)将湿磨好的湿料用真空干燥机回收无水乙醇后，再用蒸汽干燥箱将粉料烘干；
4)将已干燥过的粉料加入代号为HB-C的合金专用成型剂，烘干后过95目筛；
5)将上述过筛粒状料加入钢模中，加压lOOMPa/cm2压制成型；
6)将上述加压成型后的素坯放入真空炉内烧结，温度控制在1500°C，保温4小时；
7)将烧结的产品进行表面研磨加工，检验合格后入库。
[0020]本实施例其余特征与优点均与实施例1相同。
[0021]实施例3
一种具有高韧度的金属陶瓷密封件，其由下述组分构成:氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍，其余成分为炭黑，其重量百分比如下所示:氧化铌25.3%、氧化锆18.5%、氧化镧17.6%、氧化铱4.9%、碳化硅19.3%、钥3.7%、镍5.6%，其余成分为炭黑。
[0022]上述碳氮化钛金属陶瓷密封件的制备方法包括下述工艺步骤:
1)按照重量百分比取适量氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑，将其分别粉碎为90目的粉末；
2)将氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑粉末以无水乙醇为介质用球磨混合55h ；
3)将湿磨好的湿料用真空干燥机回收无水乙醇后，再用蒸汽干燥箱将粉料烘干；
4)将已干燥过的粉料加入代号为HB-C的合金专用成型剂，烘干后过110目筛；
5)将上述过筛粒状料加入钢模中，加压130MPa/cm2压制成型；
6)将上述加压成型后的素坯放入真空炉内烧结，温度控制在1590°C，保温5小时；
7)将烧结的产品进行表面研磨加工，检验合格后入库。
[0023]本实施例其余特征与优点均与实施例1相同。
[0024]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种具有高韧度的金属陶瓷密封件，其特征在于，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件由下述组分构成:氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍，其余成分为炭黑，其重量百分比如下所示:氧化铌18.5%?27.3%、氧化锆14.7%?21.5%、氧化镧15.3%?22.4%、氧化铱 2.4% ?6.7 %、碳化硅 13.9 % ?20.6 %、钥 1.4 % ?5.1 %、镍 2.5 % ?7.1%，其余成分为炭黑。
2.按照权利要求1所述的具有高韧度的金属陶瓷密封件，其特征在于，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌26.3%、氧化锆14.7%、氧化镧18.5 %、氧化铱6.7 %、碳化硅18.6 %、钥5.1 %、镍7.1%，其余成分为炭黑。
3.按照权利要求1所述的具有高韧度的金属陶瓷密封件，其特征在于，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌18.5%、氧化锆21.5%、氧化镧22.4%、氧化铱2.4%、碳化硅19.5%、钥1.4%、镍7.1%，其余成分为炭黑。
4.按照权利要求1所述的具有高韧度的金属陶瓷密封件，其特征在于，所述具有高韧度的金属陶瓷密封件按照下述重量百分比进行配制:氧化铌25.3%、氧化锆18.5%、氧化镧17.6%、氧化铱4.9%、碳化硅19.3%、钥3.7%、镍5.6%，其余成分为炭黑。
5.按照权利要求1、2、3、4任意一项所述的具有高韧度的金属陶瓷密封件，其特征在于，所述氧化银、氧化错、氧化镧、氧化铱的纯度均大于99 %。
6.一种具有高韧度的金属陶瓷密封件的制备方法，其特征在于，所述碳氮化钛金属陶瓷密封件的制备方法包括下述工艺步骤: 1)按照重量百分比取适量氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑，将其分别粉碎为40至90目的粉末； 2)将氧化铌、氧化锆、氧化镧、氧化铱、碳化硅、钥、镍与炭黑粉末以无水乙醇为介质用球磨混合45?55h ； 3)将湿磨好的湿料用真空干燥机回收无水乙醇后，再用蒸汽干燥箱将粉料烘干； 4)将已干燥过的粉料加入代号为HB-C的合金专用成型剂，烘干后过50?110目筛； 5)将上述过筛粒状料加入钢模中，加压50?130MPa/cm2压制成型； 6)将上述加压成型后的素坯放入真空炉内烧结，温度控制在1400°C?1590°C，保温2?5小时； 7)将烧结的产品进行表面研磨加工，检验合格后入库。
7.按照权利要求6所述的具有高韧度的金属陶瓷密封件的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中球磨工序在常温环境下进行。
【文档编号】B22F5/00GK103691954SQ201310678480
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月14日 优先权日:2013年12月14日
【发明者】李友宝, 励永平, 崔贵胜 申请人:宁波东联密封件有限公司