[发明专利]一种耐高温腐蚀的Cr23C6 金属陶瓷制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷技术领域，涉及一种金属陶瓷制备方法，尤其是一种耐高温腐蚀的Cr₂₃C₆金属陶瓷制备方法。

背景技术

Cr₂₃C₆是具有面心立方过渡金属陶瓷。其具有很好的抗氧化性和热稳定性以及具有优异的耐化学腐蚀等优点。国内学者主要应用等离子覆熔技术等工艺在钢铁表面制备一层以Cr₂₃C₆为硬质相的复合涂层，涂层组织中除Cr₂₃C₆外，还有Cr₇C₃相、Cr₃C₂相和基体（如奥氏体组织）等，且这层涂层的厚度较薄，在实际工程应用中仍无法满足高寿命的要求。另外，如在耐热钢中若含有Cr₂₃C₆时，其高温抗氧化性能显著提高；还有，在高铬合金钢和高铬铸铁中，若硬质相为Cr₂₃C₆时，由于该化合物与基体的电极电位相比其它化合物（如Cr₇C₃、Cr₃C₂）来说最为接近，因此其具有优良的抗电化学腐蚀性能。

申请人前期关于Cr₂₃C₆块体材料的制备主要为采用Cr粉和石墨粉并辅以酚醛树脂等通过合适的球磨、烧结方法进行，但是若得到纯净单一的Cr₂₃C₆金属陶瓷，工艺不易控制（特别是酚醛树脂的加入量的控制）。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种耐高温腐蚀的Cr₂₃C₆金属陶瓷制备方法，该方法利用Cr₃C₂粉和Cr粉进行Cr₂₃C₆金属陶瓷的制备，能够制备出单一Cr₂₃C₆金属陶瓷块体化合物。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种耐高温腐蚀的Cr₂₃C₆金属陶瓷制备方法，包括以下步骤：

1）将Cr₃C₂粉在真空条件下进行球磨10-20小时使粉末表面高能化，然后将球磨机停机；

2）结合Cr₃C₂粉中的含Cr量，再按Cr₂₃C₆分子式中原子比和各元素的原子量计算并称重Cr粉；

3）将盛有Cr₃C₂粉的球磨罐打开，把称好的Cr粉加入罐中，然后再次抽真空达到≤10^-1P_a即可，进行球磨10-40小时后，迅速将Cr₃C₂粉和Cr粉球磨后的混合体充填于模具中；

4）将盛有Cr₃C₂粉和Cr粉混合体的模具放入烧结炉中进行烧结，烧结是在真空热压烧结炉中进行，烧结时真空炉的真空度为：≤10^-1Pa；烧结炉的升温速度为：3-10℃/秒；压力为：5-30MPa；烧结温度为：1000℃～1500℃；保温时间为：60～120分钟，烧结完毕后随烧结炉一同冷却，得到Cr₂₃C₆材料。

上述Cr₃C₂粉为商业用Cr₃C₂粉，其原子比：1.5：1，粒度：≤300μm，纯度：＞99.0%。

进一步，上述步骤1）中真空度≤10^-1Pa。

进一步，上述步骤2）中，所述Cr粉的纯度为＞99.9%；粒度≤

200μm。

本发明具有以下有益效果：