[发明专利]一种碳化硅复合陶瓷材料的造粒方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅复合陶瓷材料的造粒方法，其包括如下步骤:S1:金属料造粒：将不锈钢粉末和有机粘结剂投入密炼机中，混炼30～180min，然后挤出并切粒，制得金属料颗粒；S2:碳化硅复合陶瓷材料造粒：将陶瓷粉末、有机粘结剂投入密炼机中混炼30～180min后，向密炼机中加入步骤S1制得的金属料颗粒，使金属料颗粒的质量占密炼机中总物料质量的30～35％；继续混炼30～120min后进行挤出并切粒，得到不锈钢增强的碳化硅基复合陶瓷颗粒。本发明将金属料先单独造粒，再与陶瓷粉料及有机粘结剂一同在密炼机中混炼并挤出造粒，克服因不锈钢粉末与陶瓷粉末密度差异较大而无法直接混炼均匀的问题，制成流动性好的颗粒料，以便直接注塑成坯，保持坯体尺寸精确度。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种碳化硅复合陶瓷材料的造粒方法，所述颗粒可用于直接注塑或热压成型。

背景技术

碳化硅陶瓷材料具有高温强度大、高温抗氧化性强、耐磨损性能好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高、抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，在汽车、机械化工、环境保护、空间技术、信息电子、能源等领域有着日益广泛的应用，已经成为一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的结构陶瓷。

尽管碳化硅陶瓷具有超硬耐磨，低密度(约3.20g/mm³)，耐腐蚀和导热率高等特点，但单相的碳化硅陶瓷具有烧结温度高(约2130℃)、断裂韧性低，不能进行常规的变形加工，机械加工也很困难。这些原因导致陶瓷的加工方式很有限、其制品难以实现低成本和工业化生产。

目前，碳化硅陶瓷制品的烧结包括无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结，其中热压烧结只能制备出简单形状的碳化硅陶瓷制品，热等静压烧结可获得复杂形状的碳化硅陶瓷制品，但必须对素坯进行包封处理，所以很难实现工业化生产。无压烧结和反应烧结虽然可以制备出复杂形状的碳化硅陶瓷制品，但制品的高温性能都逊色于热压烧结和热等静压烧结的碳化硅制品。此外，生产碳化硅陶瓷制品时，其生坯制作程序复杂、脱模难度大、尺寸精确度低、烧结前后变形量大等问题。

近年来,随着SiC陶瓷在石油、化工、机械、微电子、汽车、航空航天、钢铁、造纸、激光、核能及加工等工业领域的应用越来越广，对SiC陶瓷的综合性能、尤其是易加工性要求也越来越高。

为了得到良好的加工性能，通常会加入一些增强相来改善单相碳化硅的性能以制得碳化硅基复合陶瓷材料，但加入何种增强相、如何保证增强相的分散均匀性、加入该增强相后材料是否具有易加工性、加入该增强相的工艺实现难度等，则是生产中需要实际解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种碳化硅复合陶瓷材料的造粒方法，一方面在制备过程中掺入金属粉末料作为增强相，使制出的颗粒具有类似金属一样适于注塑成型、生产尺寸精度高，机加工少，表面光洁等优点；另一方面利用本发明提供的制备方法，可解决金属粉末料和陶瓷粉末料因密度差异较大、无法直接借助有机粘结剂混炼均匀的问题，使金属粉末料在复合陶瓷材料中分散得非常均匀。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种碳化硅复合陶瓷材料的造粒方法，包括如下步骤:

S1:金属料造粒：将不锈钢粉末和有机粘结剂投入密炼机中，混炼30～180min，然后挤出并切粒，制得金属料颗粒；

S2:碳化硅复合陶瓷材料造粒：将陶瓷粉末、有机粘结剂投入密炼机中混炼30～180min后，向密炼机中加入步骤S1制得的金属料颗粒，使金属料颗粒的质量占密炼机中总物料质量的30～35％；继续混炼30～120min后进行挤出并切粒，得到不锈钢增强的碳化硅基复合陶瓷颗粒。