專利名稱：新型金屬/陶瓷復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
陶瓷材料是用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫?zé)Y(jié)制成的一類無機(jī)非金屬材料。它具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)?？捎米鹘Y(jié)構(gòu)材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強(qiáng)度較高，但抗拉強(qiáng)度較低，塑性和韌性很差。陶瓷材料一般具有高的熔點(diǎn)(大多在2000°C以上)，且在高溫下具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性；陶瓷的導(dǎo)熱性低于金屬材料，陶瓷還是良好的隔熱材料。同時(shí)陶瓷的線膨脹系數(shù)比金屬低，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，陶瓷具有良好的尺寸穩(wěn)定性。陶瓷材料在高溫下不易氧化，并對(duì)酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力。 為了提高金屬的耐磨性，會(huì)在金屬基體上涂覆一層陶瓷涂層，但是由于陶瓷與金屬的理化性質(zhì)差異較大，很難直接連接，主要因?yàn)閮烧叩臒崤蛎浵禂?shù)差異較大，在連接處易產(chǎn)生很大的殘余熱應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，通過中間連接層使所述陶瓷涂層和金屬基體緊密結(jié)合。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，包括金屬基體和陶瓷涂層，所述金屬基體為硬質(zhì)合金，所述金屬基體和所述陶瓷涂層之間還包括中間連接層，所述中間連接層為復(fù)合金屬層，包括熱膨脹系數(shù)小、彈性模量高的第一金屬層和塑性好的第二金屬層，所述第一金屬層與所述陶瓷涂層結(jié)合，所述第二金屬層和所述金屬基體結(jié)合。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一金屬層為鎢、鐵或鑰金屬或合金。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第二金屬層為銅、鋁金屬或合金。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中,所述中間連接層的厚度為1-2. 5_。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述硬質(zhì)合金包括IV B、V B、VI B族金屬的碳化物、氮化物或硼化物。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，通過中間連接層使所述陶瓷涂層和金屬基體緊密結(jié)合，中間連接層能緩解連接部分的殘余應(yīng)力。


圖I是本發(fā)明金屬/陶瓷復(fù)合材料一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請(qǐng)參閱圖I，本發(fā)明實(shí)施例包括
一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，包括金屬基體10和陶瓷涂層20，所述金屬基體10為硬質(zhì)合金，所述金屬基體10和所述陶瓷涂層20之間還包括中間連接層30，所述中間連接層30為復(fù)合金屬層，包括熱膨脹系數(shù)小、彈性模量高的第一金屬層31和塑性好的第二金屬層32，所述第一金屬層31與所述陶瓷涂層20結(jié)合，所述第二金屬層32和所述金屬基體10結(jié)
合 o實(shí)施例一
金屬基體為鎢鈷類硬質(zhì)合金，中間連接層為用金屬鎳、鈦和箔組成的金屬復(fù)合層，厚度為1.8mm，陶瓷涂層為Si3N陶瓷，采用釬料焊接方式焊接得到樣品一，通過剪切、拉伸等測(cè)試結(jié)果表明，采用中間連接層的樣品一與未增加中間連接層的樣品相比，應(yīng)力有明顯下降，同時(shí)接頭強(qiáng)度有明顯增加。實(shí)施例二
金屬基體為鎢鈦鈮類硬質(zhì)合金，中間連接層為鋯/鉭組成的金屬復(fù)合層，厚度為
I.0mm，陶瓷涂層為Si3N陶瓷，采用釬料焊接方式焊接得到樣品二，通過剪切、拉伸等測(cè)試結(jié)果表明，采用中間連接層的樣品一與未增加中間連接層的樣品相比，應(yīng)力有明顯下降，同時(shí)連接強(qiáng)度有明顯增加。本發(fā)明的金屬/陶瓷復(fù)合材料，通過中間連接層使所述陶瓷涂層和金屬基體緊密結(jié)合，作為中間連接層的軟質(zhì)金屬的塑性好、屈服強(qiáng)度低，能夠通過塑性變形和蠕變等緩解焊接接頭的殘余應(yīng)力。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，其特征在于，包括金屬基體和陶瓷涂層，所述金屬基體為硬質(zhì)合金，所述金屬基體和所述陶瓷涂層之間還包括中間連接層，所述中間連接層為復(fù)合金屬層，包括熱膨脹系數(shù)小、彈性模量高的第一金屬層和塑性好的第二金屬層，所述第一金屬層與所述陶瓷涂層結(jié)合，所述第二金屬層和所述金屬基體結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，其特征在于，所述第一金屬層為鎢、鐵或鑰金屬或合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，其特征在于，所述第二金屬層為銅、鋁金屬或合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，其特征在于，所述中間連接層的厚度為 1-2. 5_。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，其特征在于，所述硬質(zhì)合金包括IV B、V B、VI B族金屬的碳化物、氮化物或硼化物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，包括金屬基體和陶瓷涂層，所述金屬基體為硬質(zhì)合金，所述金屬基體和所述陶瓷涂層之間還包括中間連接層，所述中間連接層為復(fù)合金屬層，包括熱膨脹系數(shù)小、彈性模量高的第一金屬層和塑性好的第二金屬層，所述第一金屬層與所述陶瓷涂層結(jié)合，所述第二金屬層和所述金屬基體結(jié)合。本發(fā)明的新型金屬/陶瓷復(fù)合材料，通過中間連接層使所述陶瓷涂層和金屬基體緊密結(jié)合，中間連接層能緩解連接部分的殘余應(yīng)力。
文檔編號(hào)B32B18/00GK102774087SQ201210282
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者蔣澤鋒 申請(qǐng)人:昆山喬銳金屬制品有限公司