本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種陶瓷金屬材料。

背景技術(shù)：

磨損是預(yù)制件產(chǎn)生失效的一種最基本的類(lèi)型，目前普遍存在于冶金，礦山、火電、機(jī)械、水泥、煤礦等許多行業(yè)。這造成了原材料的極大浪費(fèi)和能源的巨大的消耗，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年消耗金屬耐磨材料高達(dá)500萬(wàn)噸以上。可見(jiàn)提高機(jī)械設(shè)備及零部件的耐磨性能，可以有效減少能源的消耗，也可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

針對(duì)上述情況，有人提出將金屬和陶瓷制成復(fù)合材料，陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料是將陶瓷的高耐磨、高硬度性能和金屬材料的韌性結(jié)合起來(lái)的一種新型復(fù)合材料。現(xiàn)在我國(guó)使用的金屬陶瓷復(fù)合材料，主要通過(guò)國(guó)外進(jìn)口，我國(guó)生產(chǎn)的金屬陶瓷復(fù)合材料，其性能在現(xiàn)階段與進(jìn)口產(chǎn)品相比，還有一定的差距。不論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的金屬陶瓷復(fù)合材料，其主要工藝原理是依靠陶瓷顆粒增強(qiáng)金屬材料的方法制造。

目前，研究最多的是以氧化鋁，碳化硅，碳化鎢陶瓷顆粒為骨料，合金粉末或基體金屬粉末為填充劑，選擇合適的粘結(jié)劑，壓制成型，制成預(yù)制塊，烘干。在真空燒結(jié)爐內(nèi)熔化合金粉末、基體金屬粉末，把陶瓷顆粒粘接成多孔的陶瓷預(yù)制體。然后再澆鑄基體金屬液。在澆鑄基體金屬液時(shí)，合金粉末熔化，金屬液填充至該合金粉末的孔隙中，這樣的預(yù)制體是靠粘接劑粘接成型易脆裂、易剝落?？紫毒鶆蛐圆睿跐茶T基體金屬液時(shí)，基體金屬液滲透不透徹，不均勻，陶瓷顆粒和基體金屬液的粘接性較差，從而導(dǎo)致耐磨性能較差，抗沖擊性能差。其次，合金粉末價(jià)格昂貴，導(dǎo)致制造成本高。

為了改善陶瓷顆粒與基體金屬的粘接性，人們想到了在陶瓷顆粒上鍍鎳(CN101748348A)，然后再燒結(jié)的方法，這樣的方法鎳在高溫?zé)Y(jié)時(shí)易氧化，也使得陶瓷顆粒與金屬粘接性變差。不能從根本上解決陶瓷顆粒與基體金屬的粘接性問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的陶瓷金屬材料，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵5-10份、氧化鋁10-15份、納米二氧化硅6-10份、高嶺土80-120份、石英砂80-100份、氧化鋅4-8份、鋯石30-50份、氮化硅4-8份、氮化鋁4-6份、三氧化鉬5-10份、鎂4-8份、羥基磷灰石15-25份、石蠟10-14份、鈦10-15份、硼氫化鋰10-14份、硼氫化鉀4-8份、三乙酰氧基硼氫化鈉3-5份、聚苯乙烯顆粒30-40份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵6-9份、氧化鋁11-14份、納米二氧化硅7-9份、高嶺土90-110份、石英砂85-95份、氧化鋅5-7份、鋯石35-45份、氮化硅5-7份、氮化鋁4.5-5.5份、三氧化鉬6-9份、鎂5-7份、羥基磷灰石18-22份、石蠟11-13份、鈦11-14份、硼氫化鋰11-13份、硼氫化鉀5-7份、三乙酰氧基硼氫化鈉3.5-4.5份、聚苯乙烯顆粒32-38份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵8份、氧化鋁12份、納米二氧化硅8份、高嶺土100份、石英砂90份、氧化鋅6份、鋯石40份、氮化硅6份、氮化鋁5份、三氧化鉬8份、鎂6份、羥基磷灰石20份、石蠟12份、鈦12份、硼氫化鋰12份、硼氫化鉀6份、三乙酰氧基硼氫化鈉4份、聚苯乙烯顆粒35份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于700-900℃的爐中；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為80-120um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是0.1-1mm之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的組分合理，比例協(xié)調(diào)，制成的陶瓷金屬材料性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕以及防水等性能，應(yīng)用于多種領(lǐng)域，而且本發(fā)明潤(rùn)濕性能好，降低材料的脆弱性，有效的增強(qiáng)材料的強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專(zhuān)利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵5份、氧化鋁10份、納米二氧化硅6份、高嶺土80份、石英砂80份、氧化鋅4份、鋯石30份、氮化硅4份、氮化鋁4份、三氧化鉬5份、鎂4份、羥基磷灰石15份、石蠟10份、鈦10份、硼氫化鋰10份、硼氫化鉀4份、三乙酰氧基硼氫化鈉3份、聚苯乙烯顆粒30份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆粒混合均勻得到混合物；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于700℃的爐中；所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是0.1mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為80um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實(shí)施例2

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵6份、氧化鋁11份、納米二氧化硅7份、高嶺土90份、石英砂85份、氧化鋅5份、鋯石35份、氮化硅5份、氮化鋁4.5份、三氧化鉬6份、鎂5份、羥基磷灰石18份、石蠟11份、鈦11份、硼氫化鋰11份、硼氫化鉀5份、三乙酰氧基硼氫化鈉3.5份、聚苯乙烯顆粒32份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔铮?/p>

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于750℃的爐中；所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是0.4mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為90um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實(shí)施例3

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵8份、氧化鋁12份、納米二氧化硅8份、高嶺土100份、石英砂90份、氧化鋅6份、鋯石40份、氮化硅6份、氮化鋁5份、三氧化鉬8份、鎂6份、羥基磷灰石20份、石蠟12份、鈦12份、硼氫化鋰12份、硼氫化鉀6份、三乙酰氧基硼氫化鈉4份、聚苯乙烯顆粒35份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于800℃的爐中；所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是0.6mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為100um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實(shí)施例4

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵9份、氧化鋁14份、納米二氧化硅9份、高嶺土110份、石英砂95份、氧化鋅7份、鋯石45份、氮化硅7份、氮化鋁5.5份、三氧化鉬9份、鎂7份、羥基磷灰石22份、石蠟13份、鈦14份、硼氫化鋰13份、硼氫化鉀7份、三乙酰氧基硼氫化鈉4.5份、聚苯乙烯顆粒38份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔铮?/p>

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于850℃的爐中；所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是0.8mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為110um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

實(shí)施例5

一種陶瓷金屬材料，按照重量份的原料包括：氧化鐵10份、氧化鋁15份、納米二氧化硅10份、高嶺土120份、石英砂100份、氧化鋅8份、鋯石50份、氮化硅8份、氮化鋁6份、三氧化鉬10份、鎂8份、羥基磷灰石25份、石蠟14份、鈦15份、硼氫化鋰14份、硼氫化鉀8份、三乙酰氧基硼氫化鈉5份、聚苯乙烯顆粒40份。

所述陶瓷金屬材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照重量份稱(chēng)取各原料；

(2)將氧化鐵、氧化鋁、納米二氧化硅、高嶺土、石英砂、氧化鋅、鋯石、氮化硅、氮化鋁、三氧化鉬、鎂、羥基磷灰石、石蠟、鈦、硼氫化鋰、硼氫化鉀、三乙酰氧基硼氫化鈉和聚苯乙烯顆?；旌暇鶆虻玫交旌衔?；

(3)在所述混合物的邊緣和中間安置一定數(shù)量的金屬絲網(wǎng)，并放置于900℃的爐中；所述絲網(wǎng)的材質(zhì)是指低碳鋼絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，其絲徑是1mm之間；

(4)聚苯乙烯顆粒在高溫熔融金屬的熱作用下汽化，形成孔隙，熔融金屬進(jìn)入孔隙中，將絲網(wǎng)熔化并包覆住陶瓷顆粒；

(5)再通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方式在陶瓷預(yù)制件上鍍鎳，鍍鎳層的厚度為120um；將鍍鎳后的陶瓷預(yù)制件固定在鑄型中，負(fù)壓澆鑄基體金屬液得到陶瓷金屬材料。

本發(fā)明的組分合理，比例協(xié)調(diào)，制成的陶瓷金屬材料性能優(yōu)良，穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕以及防水等性能，應(yīng)用于多種領(lǐng)域，而且本發(fā)明潤(rùn)濕性能好，降低材料的脆弱性，有效的增強(qiáng)材料的強(qiáng)度。

上面對(duì)本專(zhuān)利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專(zhuān)利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專(zhuān)利宗旨的前提下作出各種變化。