[发明专利]一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用。

背景技术

超硬合金的金属陶瓷颗粒作为一类特殊工具材料已经广泛用于刀具切削、矿产开发、基础建设(盾构工具)以及石油钻井等领域。在这些应用中，常规金属陶瓷遇到的最大挑战是无法同时提高耐磨性和断裂韧性，现有技术中的金属陶瓷，在提高其耐磨性的同时，其断裂韧性将会降低，反之亦然。目前盾构领域的金属陶瓷颗粒主要是粗晶粒的传统的均匀显微结构的硬质合金，虽然断裂韧性较高，但耐磨性非常低，成为凿岩刀具寿命短的根本原因。

现有技术中，常规金属陶瓷存在着无法同时提高耐磨性和断裂韧性的技术缺陷，使得其应用受到限制。

因此，研发出一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用，用于解决现有技术中，常规金属陶瓷存在着无法同时提高耐磨性和断裂韧性的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用，用于解决现有技术中，常规金属陶瓷存在着无法同时提高耐磨性和断裂韧性的技术缺陷。

本发明提供了一种复合金属陶瓷的制备方法，所述制备方法为：

步骤一、耐磨相制粒后，冷却后过筛，得第一产物；

步骤二、所述第一产物和过渡相混合，依次经湿磨、制粒、脱蜡和烧结，得第二产物；

步骤三、所述第二产物和增韧基体相混合，依次经湿磨、制粒、脱蜡和烧结，得第三产物；

步骤四、所述第三产物经激光选区熔化法，得产品；

所述耐磨相选自Co-Cr合金、镍基合金、304不锈钢以及W18高速钢中的一种或多种。

优选地，步骤一所述制粒的温度为1350～1450℃，步骤一所述制粒的时间为90min，步骤一所述制粒的压力为20MPa。

优选地，所述第一产物的粒径为30～60μm。

优选地，步骤二所述湿磨的时间为1～4h，步骤二所述湿磨的转速为150～300r/min。

优选地，步骤二所述脱蜡在氢气气氛中进行，步骤二所述脱蜡的温度为300～500℃，步骤二所述脱蜡的时间为1.5～2h。

优选地，步骤二所述烧结在真空条件下进行，步骤二所述烧结的温度为1000～1300℃。

优选地，步骤三所述湿磨的时间为1～2h，步骤二所述湿磨的转速为100～200r/min。

优选地，步骤三所述脱蜡在氢气气氛中进行，步骤三所述脱蜡的温度为300～500℃，步骤三所述脱蜡的时间为0.5～1h。

优选地，步骤三所述烧结在真空条件下进行，步骤三所述烧结的温度为1000～1300℃。

本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的制备方法得到的产品在刀具切削、矿产开发、盾构工具以及石油钻井领域的应用。

综上所述，本发明提供了一种复合金属陶瓷的制备方法，所述制备方法为：步骤一、耐磨相制粒后，冷却后过筛，得第一产物；步骤二、所述第一产物和过渡相混合，依次经湿磨、制粒、脱蜡和烧结，得第二产物；步骤三、所述第二产物和增韧基体相混合，依次经湿磨、制粒、脱蜡和烧结，得第三产物；步骤四、所述第三产物经激光选区熔化法，得产品；所述耐磨相选自Co-Cr合金、镍基合金、304不锈钢以及W18高速钢中的一种或多种。本发明还提供了一种上述制备方法得到的产品在刀具切削、矿产开发、盾构工具以及石油钻井领域的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，强度可满足刀具切削、矿产开发、盾构工具以及石油钻井应用需求；同时，本发明中的复合金属陶瓷，可同时提高金属陶瓷的耐磨性和强度。解决了现有技术中，金属陶瓷颗粒存在着无法同时提高耐磨性和断裂韧性的技术缺陷。

具体实施方式

本发明提供了一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用，用于解决现有技术中，常规金属陶瓷存在着无法同时提高耐磨性和断裂韧性的技术缺陷。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种复合金属陶瓷的制备方法及其应用，进行具体地描述。

实施例1