金屬/陶瓷複合材料的製作方法
2023-08-06 23:19:21 1
專利名稱:金屬/陶瓷複合材料的製作方法
技術領域:
本發明涉及複合材料領域,特別是涉及一種金屬/陶瓷複合材料。
背景技術:
陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結製成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點。可用作結構材料、刀具材料,由於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。陶瓷的抗壓強度較高,但抗拉強度較低,塑性和韌性很差。陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000°C以上),且在高溫下具有極好的化學穩定性;陶瓷的導熱性低於金屬材料,陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹係數比金屬低,當溫度發生變化時,陶瓷具有良好的尺寸穩定性。陶瓷材料在高溫下不易氧化,並對酸、鹼、鹽具有良好的抗腐蝕能力。
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為了提高金屬的耐磨性,會在金屬基體上塗覆一層陶瓷塗層,但是由於陶瓷與金屬的理化性質差異較大,很難直接連接,主要因為兩者的熱膨脹係數差異較大,在連接處易產生很大的殘餘熱應力。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種金屬/陶瓷複合材料,通過中間連接層使所述陶瓷塗層和金屬基體緊密結合。為解決上述技術問題,本發明採用的一個技術方案是提供一種金屬/陶瓷複合材料,包括金屬基體和陶瓷塗層,所述金屬基體和所述陶瓷塗層之間還包括中間連接層,所述中間連接層為彈性模量較低的軟質金屬或合金。在本發明一個較佳實施例中,所述中間連接層為鈷、鎳、鐵、鑰或銅金屬或合金。在本發明一個較佳實施例中,所述中間連接層的厚度為1-1. 2mm。在本發明一個較佳實施例中,所述硬質合金包括IV B、V B、VI B族金屬的碳化物、氮化物或硼化物。本發明的有益效果是金屬/陶瓷複合材料,通過中間連接層使所述陶瓷塗層和金屬基體緊密結合,作為中間連接層的軟質金屬的塑性好、屈服強度低,能夠通過塑性變形和蠕變等緩解焊接接頭的殘餘應力。
圖I是本發明金屬/陶瓷複合材料一較佳實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述,以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解,從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
請參閱圖I,本發明實施例包括
一種金屬/陶瓷複合材料,包括金屬基體10和陶瓷塗層20,所述金屬基體10和所述陶瓷塗層20之間還包括中間連接層30,所述中間連接層30為彈性模量較低的軟質金屬或合金。其中軟質金屬或合金優選採用鈷、鎳、鐵、鑰或銅金屬或合金。通常,中間連接層的彈性模量越小,厚度越大,緩解應力的效果越好,但同時兼顧成本考核,所述中間連接層的厚度優選範圍為1-1. 2mm。實施例一
金屬基體為鶴鈷類硬質合金,中間連接層為鈷,厚度為I. 2mm,陶瓷塗層為Si3N陶瓷,採用釺料焊接方式焊接得到樣品一,通過剪切、拉伸等測試結果表明,採用中間連接層的樣品一與未增加中間連接層的樣品相比,應力有明顯下降,同時接頭強度有明顯增加。實施例二
金屬基體為鎢鈦鈮類硬質合金,中間連接層為鑰,厚度為1.0mm,陶瓷塗層為Si3N陶·瓷,採用釺料焊接方式焊接得到樣品二,通過剪切、拉伸等測試結果表明,採用中間連接層的樣品一與未增加中間連接層的樣品相比,應力有明顯下降,同時連接強度有明顯增加。本發明的金屬/陶瓷複合材料,通過中間連接層使所述陶瓷塗層和金屬基體緊密結合,作為中間連接層的軟質金屬的塑性好、屈服強度低,能夠通過塑性變形和蠕變等緩解焊接接頭的殘餘應力。以上所述僅為本發明的實施例,並非因此限制本發明的專利範圍,凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種金屬/陶瓷複合材料,其特徵在於,包括金屬基體和陶瓷塗層,所述金屬基體為硬質合金,所述金屬基體和所述陶瓷塗層之間還包括中間連接層,所述中間連接層為彈性模量較低的軟質金屬或合金。
2.根據權利要求I所述的金屬/陶瓷複合材料,其特徵在於,所述中間連接層為鈷、鎳、鐵、鑰或銅金屬或合金。
3.根據權利要求I所述的金屬/陶瓷複合材料,其特徵在於,所述中間連接層的厚度為1-1. 2mm。
4.根據權利要求I所述的金屬/陶瓷複合材料,其特徵在於,所述硬質合金包括IVB、V B、VI B族金屬的碳化物、氮化物或硼化物。
全文摘要
本發明公開了一種金屬/陶瓷複合材料,包括金屬基體和陶瓷塗層,所述金屬基體和所述陶瓷塗層之間還包括中間連接層,所述中間連接層為彈性模量較低的軟質金屬或合金。本發明的金屬/陶瓷複合材料,通過中間連接層使所述陶瓷塗層和金屬基體緊密結合,作為中間連接層的軟質金屬的塑性好、屈服強度低,能夠通過塑性變形和蠕變等緩解焊接接頭的殘餘應力。
文檔編號B32B18/00GK102785435SQ201210282
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者蔣澤鋒 申請人:崑山喬銳金屬製品有限公司