陶瓷-金屬復合材料定義

金屬或合金基體中陶瓷相呈連續(xù)或接近連續(xù)的三維骨架結(jié)構(gòu)的復合材料。

《材料科學技術名詞》第一版

《陶瓷金屬復合材料》共分5篇27章。書中分別介紹了粉末原料的性能及制備方法；陶瓷-金屬復合原理及材料的制取工藝；陶瓷-金屬復合材料及其應用等內(nèi)容 。

緒論

第一篇 粉末原料的性能及制備方法

1 金屬的基本性能及其粉末的制備

2 金屬氧化物的性能及其粉末的制備

3 難熔化合物的性能及其粉末制備

4 納米粉末的性能與制備

參考文獻

第二篇 陶瓷-金屬復合原理及材料的制取工藝

5 陶瓷-金屬復合原理

6 陶瓷-金屬復合材料粉末料的成形技術

7 陶瓷-金屬復合材料的燒結(jié)技術

8 陶瓷-金屬復合材料的熱壓技術

9 陶瓷-金屬復合材料的熱等靜壓技術

10 陶瓷-金屬復合材料的定向結(jié)晶技術

11 陶瓷-金屬復合材料的自蔓延高溫合成技術

12 陶瓷的金屬化與封接

參考文獻

第三篇 陶瓷-金屬復合材料及其應用

13 氧化物-金屬復合材料

14 碳化物-金屬復合材料

15 氮化物-金屬復合材料

16 硼化物-金屬復合材料

17 碳化硼-金屬復合材料

18 硅化物-金屬復合材料

19 金剛石-金屬復合材料

參考文獻

第四篇 陶瓷（金屬）纖維及其復合材料

20 陶瓷纖維材料及性質(zhì)

21 陶瓷金屬纖維的性質(zhì)及制備

22 纖維增強復合材料及應用

23 晶須及其性質(zhì)

24 晶須增強復合材料

參考文獻

第五篇 陶瓷-金屬復合材料的研究和設計方法

25 顯微組織結(jié)構(gòu)研究方法

26 陶瓷材料的性能研究方法

27 設計方法

參考文獻

書中符號含義

附錄

附錄1 化學元素周期表

附錄2 常用硬度對照表

附錄3 常用標準篩制

附錄4 不同露點下氣體的含濕量

一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法專利目的

《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》提供一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法。

一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法技術方案

《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》耐磨復合鑲塊不需外部卡具，只需將鑲嵌柱嵌入鑲嵌孔中，耐磨復合鑲塊便可牢固拼接在一起，同時通過合理控制升溫和冷卻速度，設置保溫臺階和控制保溫時間，有效提高了磨輥使用性能和壽命，《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》通過以下技術方案實現(xiàn)。

一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法，其具體步驟如下：

步驟1、制備蜂窩多孔陶瓷預制體：首先將陶瓷顆粒、造孔劑與粘結(jié)劑按100:0.5~10:1~20混合均勻加入模具中制備得到蜂窩多孔預制體，然后升溫將蜂窩多孔陶瓷預制體中的造孔劑發(fā)揮得到蜂窩多孔陶瓷預制體；

步驟2、將步驟1中的蜂窩多孔陶瓷預制體制備蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊：步驟1中的若干蜂窩多孔陶瓷預制體拼接固定在鑄型腔特定位置，然后將剛出爐的高硬度合金熔液澆鑄在蜂窩多孔陶瓷預制體上，完全凝固后形成帶有間隙肋5、鑲嵌孔6、鑲嵌柱7結(jié)構(gòu)的蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊；

步驟3、步驟2中的蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊進行熱處理；

步驟4、將步驟3中已進行熱處理的蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊外表面涂一層厚度為0.01~2毫米的耐火涂料，將兩兩耐磨鑲塊鑲嵌柱7嵌入鑲嵌孔6中使耐磨鑲塊牢固拼接一起，間隙肋5使兩兩拼接的耐磨鑲塊間保留5~30毫米的間隙；

步驟5、將步驟4中拼接的耐磨鑲塊裝入帶有5~40毫米厚度耐火涂層的活塊金屬模，整體預熱到400~800℃后放入立磨磨輥砂型中，然后澆鑄熔煉好的韌性金屬液，完全凝固后形成復合材料立磨磨輥，復合材料立磨磨輥進行整體熱處理制備得到蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥。

所述步驟1中的陶瓷顆粒為鋯剛玉、氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、硼化鈦、碳化鎢中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.1~3.3毫米。

所述步驟1中造孔劑為聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚甲醛、碳酰二胺中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.1~2毫米。

所述步驟1中粘結(jié)劑為硼酸、鋁酸鹽水泥、硅酸鈉、酚醛樹脂、硅溶膠等一種或幾種任意比例混合物。

所述步驟2中高硬度合金為高鉻合金、高錳鋼、鎳硬鑄鐵或高鉻鑄鐵。

所述步驟2中制備得到的蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊兩端帶有端柱8用于支撐固定蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊，兩側(cè)側(cè)面各帶有2~4個間隙肋5、2~6個鑲嵌孔6、2~6個鑲嵌柱7。

所述步驟3中蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊熱處理過程為：將蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊依次進行下列處理：

a、首先退火處理：以40~50℃小時升溫加熱至250℃保溫2小時，然后爐冷至室溫；

b、其次淬火處理：經(jīng)退火處理后，繼續(xù)以40~50℃小時升溫加熱至550~600℃保溫0.5小時；然后以30~40℃小時升溫加熱至650~750℃，保溫1小時；再以20~30℃小時升溫加熱850~900℃，保溫1小時；然后以30~45℃小時升溫加熱至1000~1050℃，保溫2~4小時；出爐空冷至室溫或隨爐冷至800~900℃最后強制風冷至室溫；

c、再次深冷處理：經(jīng)淬火處理后，再用干冰和甲醇混合物在-80℃進行深冷處理1~3小時，深冷處理次數(shù)為2~3次；

d、最后回火處理：經(jīng)深冷處理后立即進行回火處理，以40~50℃小時升溫加熱至250~450℃，保溫2小時，隨爐冷卻至室溫即完成熱處理過程。

所述步驟5中的韌性金屬為球墨鑄鐵或石墨鋼。

所述步驟5中的復合材料立磨磨輥整體熱處理過程為：將復合材料立磨磨輥依次進行下列處理：

a、首先退火處理：以30~50℃小時升溫加熱至600~750℃，保溫1~3小時，空冷至室溫；

b、其次淬火處理：經(jīng)退火處理后，以30~50℃小時升溫加熱至650~750℃，保溫0.5~1小時；然后以20~40℃小時升溫加熱至800~900℃，保溫1~2小時；再以30~40℃小時升溫加熱至1000~1050℃，保溫2~4小時；隨爐冷卻至750~850℃，然后出爐空冷至100℃；

c、最后回火處理：經(jīng)淬火處理后立即進行回火，以40~50℃小時升溫加熱至550℃，保溫2小時，空冷至室溫。

一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法有益效果

1、《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》利用多個小塊蜂窩多孔陶瓷預制體拼接成整體預制體，有缺陷的小塊可以被更換掉，避免了整體預制體制備過程中，局部缺陷導致整個預制體不能使用的缺點，提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本；

2、《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》蜂窩多孔陶瓷預制體中加入了可揮發(fā)造孔劑，提高了鑄滲復合層厚度和陶瓷顆粒的分散度，復合層最大厚度可達80毫米以上，陶瓷顆粒最小體積分數(shù)可至30%，顯著降低生產(chǎn)成本；

3、《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3不需外部卡具，只需將鑲嵌柱7嵌入鑲嵌孔6中，耐磨復合鑲塊3便可牢固拼接在一起；

4、《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》利用帶有耐火涂層的活塊金屬模，對蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3進行整體預熱，快捷方便地解決了蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3整體預熱的難題，此外活塊金屬模方便取出砂型中的磨輥，并且能夠重復利用；

5、由于蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3表面涂有一定厚度的耐火涂料，形成的機械嵌合面，利用韌性金屬4良好的彈塑性變性能力，使蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3與韌性金屬4之間產(chǎn)生應力緩沖區(qū)，避免了冶金結(jié)合過程應力集中導致裂紋萌生、擴展的不利影響；

6、蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊3上的鑲嵌柱7，保證了磨輥在凝固成形后，蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料復合鑲塊3能夠牢固的嵌入到韌性金屬4基體中，避免使用其它固定裝置，提升成形工藝的可操作性；

7、通過合理控制升溫和冷卻速度，設置保溫臺階和控制保溫時間，兼顧陶瓷顆粒增強復合區(qū)1、蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨鑲塊金屬基體2和韌性金屬4升溫和冷卻過程中膨脹系數(shù)和熱導率變化的差異，蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料耐磨復合鑲塊基體硬度在62~67HRC，有效提高了磨輥使用性能和壽命，《一種蜂窩狀陶瓷-金屬復合材料立磨磨輥制備方法》熱處理方法保證了立磨磨輥具有良好的綜合性能。