一種用于不銹鋼閥體的壓鑄模具的制作方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明設及一種用于不誘鋼閥體的壓鑄模具。

　　【背景技術】

　　[0002] 現有的壓鑄模具，尤其是用于閥體的壓鑄模具，通常采用H13鋼材，由于其耐高溫、 耐磨、耐壓、抗疲勞性能不夠，從而其只能壓鑄如侶合金等烙點較低(一般低于700°C)的閥 體，而不能壓鑄具有較高烙點的不誘鋼。

　　【發明內容】

　　[0003] 針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種高溫下硬度、屈服強度性 能參數大大提高的用于不誘鋼閥體的壓鑄模具。

　　[0004] 為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案:一種用于不誘鋼閥體的壓鑄模具， 包括模體，所述模體內設置有用于壓鑄不誘鋼閥體的型腔與型忍，并且所述模體上還設置 有導通所述型腔的注入通道，所述型腔的內壁覆蓋有合金層，所述合金層的合金材料按質 量份數由如下構成的元素化學組成： 10-28份的銘， 10-22份的儀， 0.5-11份的車孟， 0.01-0.07 份的鋼， 50-80份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[000引本發明進一步設置為:所述合金層的合金材料按質量份數由如下構成的元素化學 組成： 16-24份的銘， 13-17份的儀， 2-6份的車孟， 0.02-0.05份的鋼， 60-70份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0006]本發明進一步設置為:所述合金層的合金材料按質量份數由如下構成的元素化學 組成： 18份的銘， 16份的儀， 5份的儘， 0.04份的鋼， 60份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0007] 本發明技術方案的用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，具有耐高溫（2100°C)、耐磨、耐 壓、抗疲勞性能大大提高的技術效果，能夠用于壓鑄具有較高烙點的不誘鋼閥體。

　　[0008] 本發明進一步設置為:所述模體包括?？騑及設置在?？騼鹊哪Ｈ蹋龊辖饘?設置在所述模忍上。

　　[0009] 本發明進一步設置為:所述合金材料通過堆焊或烙接或噴焊設置在所述模忍上， 再通過加工中屯、雕銳在合金材料上形成所述型腔。

　　[0010] 本發明進一步設置為:所述模框由油鋼構成。

　　[0011] 本發明進一步設置為:所述模忍由熱作模具鋼構成。

　　[0012] 通過采用上述技術方案，節約了生產成本。

　　[0013] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。

　　【附圖說明】

　　[0014] 圖1為本發明實施例的模具結構爆炸圖一； 圖2為本發明實施例的模具結構爆炸圖二。

　　【具體實施方式】

　　[0015] 參見附圖1、附圖2,本發明公開的用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，包括模體，所述模 體內設置有用于壓鑄不誘鋼閥體的型腔與型忍，并且所述模體上還設置有導通所述型腔的 注入通道6，所述型腔的內壁覆蓋有合金層，所述模體包括模框W及設置在?？騼鹊哪Ｈ?， 所述合金層設置在所述模忍上，所述合金材料通過堆焊或烙接或噴焊設置在所述模忍上， 再通過加工中屯、雕銳在合金材料上形成所述型腔，所述模框由油鋼構成，所述模忍由熱作 模具鋼構成。優選的，?？虬ㄉ夏？?1與下模框12,模忍也包括上模忍21與下模忍22,上 模忍21與下模忍22分別置于上?？?1與下?？?2內，上模忍21與下模忍22上分別設置有上 型腔31與下型腔32,上型腔31與下型腔32構成所述模體的型腔，型忍包括左型忍41與右型 忍42,左型忍41與右型忍42分別設置有左連接座51與右連接座52,此處需要說明的是，上述 上、下、左、右只是為了結合附圖方便描述，實際情況下，可W其他不同方位設置。

　　[0016] 實施例1、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 18份的銘， 16份的儀， 5份的儘， 0.04份的鋼， 60份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0017] 實施例2、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 16份的銘， 13份的儀， 2份的儘， 0.05份的鋼， 60份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[001引 實施例3、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 24份的銘， 17份的儀， 6份的儘， 0.02份的鋼， 60份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0019] 實施例4、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 24份的銘， 17份的儀， 2份的儘， 0.05份的鋼， 70份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0020] 實施例5、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 10份的銘， 10份的儀， 11份的儘， 0.07份的鋼， 80份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0021 ] 實施例6、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 28份的銘， 22份的儀， 0.5份的儘， 0.01份的鋼， 50份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0022] 實施例7、 用于不誘鋼閥體的壓鑄模具，按質量份數由如下構成的元素化學組成： 28份的銘， 10份的儀， 0.5份的儘， 0.01份的鋼， 80份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。

　　[0023]性能檢測： 下表為檢測實施例1至7的模具合金在2100°C高溫下硬度HV〇.5(Kgf/mm2)、屈服強度Ob (MPa)性能參數，W及壓鑄的不誘鋼閥體產品效果。

　　【主權項】

　　1. 一種用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，包括模體，所述模體內設置有用于壓鑄不銹鋼閥 體的型腔與型芯，并且所述模體上還設置有導通所述型腔的注入通道，其特征在于:所述型 腔的內壁覆蓋有合金層，所述合金層的合金材料按質量份數由如下構成的元素化學組成： 10-28份的鉻， 10-22份的鎳， 0.5-11份的錳， 0.01-0.07 份的鉬， 50-80份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。2. 根據權利要求1所述的閥體壓鑄模具的合金，其特征在于:所述合金層的合金材料按 質量份數由如下構成的元素化學組成： 16-24份的鉻， 13-17份的鎳， 2-6份的錳， 0.02-0.05份的鉬， 60-70份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。3. 根據權利要求2所述的用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，其特征在于:所述合金層的合金 材料按質量份數由如下構成的元素化學組成： 18份的鉻， 16份的鎳， 5份的錳， 0.04份的鉬， 60份的鐵， 余量為加工過程中不能避免的雜質。4. 根據權利要求1或2或3所述的用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，其特征在于:所述模體包 括模框以及設置在模框內的模芯，所述合金層設置在所述模芯上。5. 根據權利要求4所述的用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，其特征在于:所述合金材料通過 堆焊或熔接或噴焊設置在所述模芯上，再通過加工中心雕銑在合金材料上形成所述型腔。6. 根據權利要求5所述的用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，其特征在于:所述模框由油鋼構 成。7. 根據權利要求6所述的用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，其特征在于:所述模芯由熱作模 具鋼構成。

　　【專利摘要】本發明涉及一種用于不銹鋼閥體的壓鑄模具，包括模體，所述模體內設置有用于壓鑄不銹鋼閥體的型腔與型芯，并且所述模體上還設置有導通所述型腔的注入通道，所述型腔的內壁覆蓋有合金層，所述合金層的合金材料按質量份數由如下構成的元素化學組成：10-28份的鉻，10-22份的鎳,0.5-11份的錳，0.01-0.07份的鉬，50-80份的鐵，余量為加工過程中不能避免的雜質。本發明技術方案，具有高溫下硬度、屈服強度性能參數大大提高的技術效果。

　　【IPC分類】B22D17/22, C22C38/58, C22C38/44

　　【公開號】CN105522135

　　【申請號】CN201610024640

　　【發明人】張再挺, 陳麗云

　　【申請人】瑞安市三義機械有限公司

　　【公開日】2016年4月27日

　　【申請日】2016年1月14日

　　一種汽車車輪的低壓鑄造工藝的制作方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及鑄造技術領域，特別是涉及一種汽車車輪的低壓鑄造工藝。

　　【背景技術】

　　[0002]汽車車輪有大有小，有正偏距、負偏距，都是圓形鑄件，輪緣是均勻壁厚，面積比較大，輪輻比較厚，輪輻和輪緣交接處熱節都比較大。車輪在鑄造過程中需設置冒口，增大了金屬液的使用量，并且車輪的正面為裝飾面，一般要求較高，所以車輪鑄件鑄后還需要精加工，才能使車輪具有良好的表面光潔度。

　　【發明內容】

　　[0003]本發明主要解決的技術問題是:針對現有技術的不足，提供一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，工藝簡單，無需設置冒口，金屬液利用率高，且鑄得的鑄件質量高，表面光潔度好，鑄后無需再精加工。

　　[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，包括如下步驟:

　　a、模具預熱:在模具型腔內噴涂一定厚度的石墨涂層，并將模具加熱到250±20°C;

　　b、低壓澆注成型:鋁鎳合金溶液在0.01-0.02MPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為8-12s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.04-0.05MPa，保壓2_3min ；

　　c、卸壓脫模:鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。

　　[0005]在本發明一個較佳實施例中，所述石墨涂層的厚度為25_30μπι。

　　[0006]在本發明一個較佳實施例中，所述鋁鎳合金溶液充填時的溫度控制在560土 20°C。

　　[0007]本發明的有益效果是:本發明工藝簡單易控，鑄造過程中無需設置冒口，可以提高鋁鎳合金液的利用率，同時鋁鎳合金液在壓力下結晶，使鑄件組織致密，表面光潔度好，機械性能好，鑄后無需再精加工。

　　【具體實施方式】

　　[0008]下面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征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

　　[0009]本發明實施例包括:

　　實施例一:

　　一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，包括如下步驟:

　　a、模具預熱:在模具型腔內表面均勻噴涂厚度為25μπι的石墨涂層，并將模具加熱到230

　　°C；

　　b、低壓澆注成型:溫度為540°C的鋁鎳合金溶液在0.0lMPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為8s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.04MPa，保壓2min;

　　c、卸壓脫模:鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。

　　[0010]實施例二:

　　一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，包括如下步驟:

　　a、模具預熱:在模具型腔內表面均勻噴涂厚度為28μπι的石墨涂層，并將模具加熱到250

　　°C；

　　b、低壓澆注成型:溫度為560°C的鋁鎳合金溶液在0.015MPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為1s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.045MPa，保壓2.5min ；

　　c、卸壓脫模:鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。

　　[0011]實施例三:

　　一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，包括如下步驟:

　　a、模具預熱:在模具型腔內表面均勻噴涂厚度為30μπι的石墨涂層，并將模具加熱到270

　　°C；

　　b、低壓澆注成型:溫度為580°C的鋁鎳合金溶液在0.02MPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為12s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.05MPa，保壓3min;

　　c、卸壓脫模:鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。

　　[0012]本發明揭示了一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，工藝簡單易控，鑄造過程中無需設置冒口，可以提高鋁鎳合金液的利用率，同時鋁鎳合金液在壓力下結晶，使鑄件組織致密，表面光潔度好，機械性能好，鑄后無需再精加工。

　　[0013]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書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范圍內。

　　【主權項】

　　1.一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，其特征在于，包括如下步驟: a、模具預熱:在模具型腔內噴涂一定厚度的石墨涂層，并將模具加熱到250±20°C; b、低壓澆注成型:鋁鎳合金溶液在0.01-0.02MPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為8-12s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.04-0.05MPa，保壓2_3min ； c、卸壓脫模:鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。2.根據權利要求1所述的汽車車輪的低壓鑄造工藝，其特征在于，所述石墨涂層的厚度為 25-30μηιο3.根據權利要求1所述的汽車車輪的低壓鑄造工藝，其特征在于，所述鋁鎳合金溶液充填時的溫度控制在560 土 20°C。

　　【專利摘要】本發明公開了一種汽車車輪的低壓鑄造工藝，包括如下步驟：a、模具預熱：在模具型腔內噴涂一定厚度的石墨涂層，并將模具加熱到250±20℃；b、低壓澆注成型：鋁鎳合金溶液在0.01-0.02MPa的壓力下開始充填模具型腔，充填時間為8-12s，澆注完成后模具內以0.002MPa/s的速度加壓至0.04-0.05MPa，保壓2-3min；c、卸壓脫模：鑄件成型后卸壓，卸壓后等模具自然冷卻后脫模。通過上述方式，本發明工藝簡單易控，鑄造過程中無需設置冒口，可以提高鋁鎳合金液的利用率，同時鋁鎳合金液在壓力下結晶，使鑄件組織致密，表面光潔度好，機械性能好，鑄后無需再精加工。

　　【IPC分類】B22D18/04

　　【公開號】CN105522136

　　【申請號】CN201610088482

　　【發明人】付沖

　　【申請人】蘇州華沖精密機械有限公司

　　【公開日】2016年4月27日

　　【申請日】2016年2月17日

　　一種金屬陶瓷復合體及其制備方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明屬于金屬陶瓷復合材料領域，尤其設及一種金屬陶瓷復合體及其制備方 法。

　　【背景技術】

　　[0002] 金屬-陶瓷復合耐磨材料主要應用于冶金、建材、礦山、耐火材料及電力等領域物 料破碎及研磨裝備中的耐磨件，如漉套、襯板、磨環、磨盤等，是為了滿足更高的耐磨性要求 而研制開發的，金屬-陶瓷復合體的性能取決于金屬的性能、陶瓷的性能及兩者的結合強 度。金屬-陶瓷復合體優良的性能使其在很多領域中得到應用。例如，現有研究也用來制 備同時具有陶瓷或整體鏡面效果和金屬啞光效果的金屬裝飾陶瓷制品，具有良好的耐磨性 使其應用廣泛。

　　[0003] 目前陶瓷-金屬復合體的制備方法主要有粉末冶金、共噴射沉積、攬拌混合、擠壓 鑄造、原位生成等。目前的陶瓷-金屬復合體制作工藝復雜、成本較高，復合體中陶瓷的位 置及體積分數較難控制，陶瓷的分布不均勻，并且復合體中陶瓷和金屬的體積比W及陶瓷 的分布情況均不能很好的保證材料良好的綜合性能和耐磨性能。因此有人提出先對氧化 錯-氧化侶復相蜂窩陶瓷進行預處理和表面活化處理，后固定于鑄型中，然后采用鑄造工 藝誘注高溫鋼鐵金屬液的方法，但該方法制得的復合體內部會存在氣孔，影響復合體的外 觀，無法用于制作外觀件。一般金屬裝飾的陶瓷制品采用PVD(物理氣相沉積法）工藝沉 積金屬來制備，但得到的金屬層非常薄，與陶瓷基體的結合力不高，制備的金屬裝飾容易磨 損，不僅良品率低，而且應用受限。

　　【發明內容】

　　[0004] 本發明所要解決的技術問題是針對現有的金屬陶瓷復合體中，金屬件硬度低，并 且與陶瓷基體結合力弱，外觀性能差的問題，提供一種金屬陶瓷復合體。

　　[0005] 本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

　　[0006] 提供一種金屬陶瓷復合體，包括陶瓷基體和金屬件；所述陶瓷基體表面具有凹槽， 所述金屬件填充于所述凹槽內；所述金屬件包括錯基合金和位于所述錯基合金內的增強材 料，所述增強材料選自 W、Mo、Ni、化、不誘鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr〇2、BN、SisN4、TiN、Al2〇3 中的一種或多種；所述金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值為36. 92-44. 07。

　　[0007] 同時，本發明還提供了上述金屬陶瓷復合體的制備方法，包括如下步驟：

　　[0008] S1、將增強材料添加至烙融狀態下的錯基合金中，并在保護氣氛下混合均勻，得到 金屬烙液；W所需得到的金屬件的總體積為基準，所述增強材料的添加量小于30%;所述增 強材料選自 W、Mo、Ni、Cr、不誘鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr〇2、BN、SisN*、TiN、AI2O3中的一種或 多種；

　　[0009] S2、提供陶瓷基體，所述陶瓷基體表面具有凹槽；將所述金屬烙液注入所述凹槽 內；冷卻后得到金屬陶瓷復合體。

　　[0010] 本發明提供的金屬陶瓷復合體中，金屬件與陶瓷基體的結合力大于50MPa(剪切 強度），結合力強；并且金屬件表面硬度大（大于500HV)，不易磨損，同時具有良好耐腐蝕性 能。另外，該金屬陶瓷復合體無氣孔等缺陷，同時，金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值 為36. 92-44. 07,亮度高，外觀完美。

　　【具體實施方式】

　　[0011] 為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，W下結合 實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋 本發明，并不用于限定本發明。

　　[0012] 本發明提供的金屬陶瓷復合體包括陶瓷基體和金屬件；所述陶瓷基體表面具有凹 槽，所述金屬件填充于所述凹槽內；所述金屬件包括錯基合金和位于所述錯基合金內的增 強材料，所述增強材料選自 W、Mo、Ni、Cr、不誘鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr〇2、BN、SisN4、TiN、 AI2O3中的一種或多種；所述金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值為36. 92-44. 07。

　　[0013] 根據本發明，上述金屬陶瓷復合體中，陶瓷基體為主體。具體的，該陶瓷基體在本 發明中沒有特殊限制，可W為本領域技術人員公知的各種陶瓷基體。本發明中，優選情況 下，采用熱膨脹系數為7-10 X 10 6κ 1的陶瓷基體。本發明中進一步優選采用氧化錯陶瓷作 為陶瓷基體。采用氧化錯陶瓷作為陶瓷基體不僅可與增強材料更好的結合，并且其初性較 高，利于進一步優化金屬陶瓷復合體的性能。

　　[0014] 本發明中，上述陶瓷基體表面具有凹槽。該凹槽用于容納金屬件。通常，該凹槽所 在區域面積較小，凹槽形成的紋路圖案可作為裝飾或標志。金屬件填充于該凹槽內，形成特 定的圖案，并在顏色、光澤上替代陶瓷，顯示陶瓷鏡面效果和金屬啞光效果，外觀完美。

　　[0015] 上述凹槽的尺寸可在較大范圍內變動，本領域技術人員可根據實際需要進行調 整。為提供優異的結合力和抗冷熱沖擊性能，優選情況下，所述凹槽深度大于0. 1mm。

　　[0016] 根據本發明，上述金屬陶瓷復合體中，金屬件填充于陶瓷基體表面的凹槽內，起到 裝飾效果。對于該金屬件，具體包括錯基合金和位于錯基合金內的增強材料。

　　[0017] 對于上述錯基合金，優選采用熱膨脹系數為9-15X10嗦1的錯基合金。本發明中， 優選采用現有技術中公知的錯基非晶合金。

　　[0018] 上述錯基合金可作為粘結劑，大大提高金屬件與陶瓷基體之間的結合力。并且，本 發明意外發現包括錯基合金和增強材料的金屬件與陶瓷基體之間的結合力遠高于單純的 錯基合金與陶瓷基體之間的結合力。并且金屬件的強度和硬度較單純的錯基合金也有明顯 提高。尤其是在陶瓷基體為氧化錯陶瓷的基礎上，采用錯基非晶合金利于進一步提高金屬 件與陶瓷基體之間的結合力和抗冷熱沖擊性能。

　　[0019] 本發明中，上述增強材料位于錯基合金內。增強材料具體選自W、Mo、Ni、化、不誘 鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr〇2、BN、SisN*、TiN、AI2O3中的一種或多種。

　　[0020] 具體的，上述增強材料為顆粒狀，所述增強材料的粒徑D50為0. 1-100 μ m ;所述增 強材料均勻分散于錯基合金內部。

　　[0021] 本發明所采用的增強材料的烙點（例如W的烙點為3410°C，Mo的烙點為2610°C ) 均比常規的錯基合金高，利于制備過程中錯基合金與增強材料的有效結合。尤其是在錯基 合金為錯基非晶合金時，例如W、Mo等材料與錯基非晶合金具有良好的潤濕性，進一步利于 錯基合金與增強材料的有效結合。

　　[0022] 并且，上述增強材料分散于錯基合金內，在制備過程中可有效避免錯基合金（尤 其是錯基非晶合金）大面積的成片出現，從而可避免金屬件內部孔桐的出現，使其外觀品 質更高，更適合作為金屬裝飾的外觀件等，應用更廣泛。

　　[0023] 根據本發明，優選情況下，所述增強材料的熱膨脹系數為3-10X 10 6Κ 1。尤其是在 上述陶瓷基體的熱膨脹系數為7-10Χ 10 6Κ 1、錯基合金的熱膨脹系數為9-15Χ 10 6Κ 1的情 況下，采用熱膨脹系數為3-10 X 10 6Κ 1的增強材料與上述錯基合金復合得到金屬件的熱膨 脹系數與陶瓷基體的熱膨脹系數更接近，可有效避免陶瓷基體與金屬件的熱失配，提高金 屬陶瓷復合體的抗冷熱沖擊性能。

　　[0024] 對于金屬陶瓷復合體，通常期望其具有更優異的外觀性能。本發明提供的金屬陶 瓷復合體中，金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值為36. 92-44. 07。高亮度的金屬件與陶 瓷基體配合，賦予金屬陶瓷復合體優異的外觀性能。

　　[00巧]根據本發明，上述金屬陶瓷復合體中，可通過控制金屬件內增強材料的含量小于 30% ( W金屬件總體積為基準的體積份數）實現金屬件表面的亮度L值在上述范圍內。 [00%] 本發明中，優選情況下，所述金屬件中，W金屬件總體積為基準，所述增強材料的 體積百分含量為5% W上至小于30%。從而實現金屬件高亮度的情況下，同時賦予金屬件 更高的硬度，并且金屬件與陶瓷基體

　　之間的結合力更強。

　　[0027] 本發明同時提供了一種金屬陶瓷復合體的制備方法，包括如下步驟：

　　[0028] S1、將增強材料添加至烙融狀態下的錯基合金中，并在保護氣氛下混合均勻，得到 金屬烙液；W所需得到的金屬件的總體積為基準，所述增強材料的添加量小于30%;所述增 強材料選自 W、Mo、Ni、Cr、不誘鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr〇2、BN、SisN4、TiN、Al2〇3中的一種或 多種；

　　[0029] S2、提供陶瓷基體，所述陶瓷基體表面具有凹槽；將所述金屬烙液注入所述凹槽 內；冷卻后得到金屬陶瓷復合體。

　　[0030] 如步驟S1，需將增強材料與烙融的錯基合金混合均勻。

　　[0031] 對于上述錯基合金，其熱膨脹系數可W為9-15X10 6Κ 1。具體采用的錯基合金可 W為現有的各種，例如可W為錯侶銅儀系合金。優選情況下，本發明中采用的錯基合金為錯 基非晶合金。

　　[0032] 如前所述，本發明中，上述增強材料選自W、Mo、Ni、化、不誘鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、 Zr化、BN、SisN4、TiN、AI2化中的一種或多種。上述增強材料優選為顆粒狀，顆粒的粒徑可W 在較大范圍內變動，例如，所述增強材料的粒徑D50為0. 1-100 μ m。

　　[0033] 步驟SI中，增強材料可采用上述單一物質的顆粒，也可W采用上述多種物質的顆 粒；同樣，增強顆?？刹捎孟嗤降念w粒，也可W采用不同粒徑的增強顆粒共同使用。 W34] 根據本發明，如前所述，優選情況下，所述增強材料的熱膨脹系數為 3-10X10 6κ 1。

　　[0035] 本發明中，采用的合金為錯基合金，錯基合金烙液與W、Mo等增強材料潤濕性好， 可在較短時間內與增強材料有效接觸。同時W、Mo等增強材料在錯基合金烙液中溶解度較 低，可保證錯基合金烙液合金相成分的穩定，進一步保證了金屬件的性能。

　　[0036] 同時，本發明的增強材料的烙點高于錯基合金的烙點，增強材料在錯基合金烙液 中不會融化，在后續冷卻過程中，可有效避免錯基合金烙液大面積的成片出現，從而減小制 備得到的金屬件上的孔桐出現的幾率，利于提高金屬件的外觀品質。

　　[0037] 并且，含有WC、TiC、SiC、ZrC等物質的增強材料中的C元素可能與錯基合金中的 Zr元素發生反應生成碳化錯，從而提高錯基合金烙液與增強材料之間的結合力。并且上述 反應主要在增強材料與錯基合金烙液的界面發生，也能改善增強材料與錯基合金烙液的潤 濕性，使錯基合金烙液能更好的與增強材料結合中，從而優化金屬陶瓷復合體的性能。

　　[0038] 為保證制備得到的金屬件表面亮度在本發明所述的范圍內，混合時，增強材料需 保證在特定范圍內。具體的，W所需得到金屬件總體積為基準，所述增強材料的添加量需保 證獲得的金屬件中，增強材料的體積百分含量小于30 %。優選情況下，增強材料的體積百分 含量為5% W上至小于30%。從而實現金屬件高亮度的情況下，同時賦予金屬件更高的硬 度，并且金屬件與陶瓷基體之間的結合力更強

　　[0039] 需要理解的是，本發明中，雖然錯基合金烙液冷卻后，其體積會產生變化，但由于 變化量較小，本發明中對該體積變化產生的差異忽略不計，因此，本發明提供的制備方法 中，W錯基合金烙液的體積等效于獲得的金屬件中，錯基合金的體積。步驟S1中，添加增強 材料時，只需保證增強材料的體積相對于增強材料與錯基合金烙液的總體積的比例在上述 范圍內即可。

　　[0040] 根據本發明，將增強材料添加至錯基合金烙液中后，需進行混合，使增強材料在錯 基合金烙液中均勻分散。

　　[0041] 上述混合在保護氣氛下進行。如現有技術中公知的，所述保護氣氛為真空或惰性 氣氛（例如氮氣氣氛或氣氣氣氛）。

　　[0042] 為避免錯基合金烙液的冷卻，優選情況下，所述混合在900-110(TC進行。

　　[0043] 如步驟S2,上述陶瓷基體的熱膨脹系數優選為7-10 X 10 6Κ 1。

　　[0044] 具體的，當上述陶瓷基體的熱膨脹系數為7-10Χ 10 6Κ 1、錯基合金的熱膨脹系數 為9-15 X 10 6Κ 1且增強材料的熱膨脹系數為3-10 X 10 6Κ 1時，上述增強材料與錯基合金復 合得到金屬件的熱膨脹系數與陶瓷基體的熱膨脹系數更接近，可有效避免陶瓷基體與金屬 件的熱失配，提高金屬陶瓷復合體的抗冷熱沖擊性能。

　　[0045] 具體的，上述陶瓷基體優選采用氧化錯陶瓷。

　　[0046] 根據本發明，用于制備金屬陶瓷復合體的陶瓷基體表面需具有凹槽。上述凹槽的 紋路可W為所需形成的圖案或標志?？蒞理解的，具有凹槽的上述陶瓷基體可通過商購或 自制得到。例如，所述步驟S2中，先通過預成型得到表面具有凹槽的陶瓷胚體，然后將陶瓷 巧體燒結得到所述陶瓷基體。

　　[0047] 具體的，在注射成型或熱壓鑄成型的成型模具預先形成與所需凹槽紋路相對應的 凸起紋路，使用傳統的注射或熱壓鑄成型工藝，即可獲得帶有凹槽紋路的陶瓷巧體，然后經 過排膠、燒結獲得具有凹槽紋路的陶瓷基體。預成型條件條件為現有技術中公知的。

　　[0048] 或者可通過激光雕刻在陶瓷表面形成凹槽，得到所述陶瓷基體。

　　[0049] 具體的，使用傳統的注射或熱壓鑄成型工藝制作陶瓷巧體，然后經過排膠、燒結 獲得所需形狀的陶瓷，最后使用激光器在陶瓷表面打出所設計的凹槽紋路，便可W獲得具 有凹槽紋路的陶瓷基體。其中，激光雕刻的條件為現有技術中所公知的，例如激光器功率 10-20W。

　　[0050] 根據本發明，上述陶瓷基體表面的凹槽的深度優選為大于0. 1mm。

　　[0051] 在獲得表面具有凹槽的陶瓷基體情況下，需將前文所述的包括錯基合金和增強材 料的金屬烙液注入陶瓷基體表面的凹槽內。

　　[0052] 具體如現有技術中公知的，可將陶瓷基體裝入模具，然后采用壓鑄機將金屬烙液 壓入陶瓷基體表面的凹槽內。其中，壓鑄的條件和方法是現有技術中公知的，例如，壓鑄溫 度可W為l〇〇〇°C，壓鑄壓力可W為lOMPa。

　　[0053] 此時，錯基合金可作為粘結劑將增強材料和陶瓷基體牢固結合，由此形成的含有 錯基合金和增強材料的金屬件與陶瓷基體之間的結合力遠高于單純的錯基合金與陶瓷基 體之間的結合力。

　　[0054] 根據本發明，優選情況下，所述步驟S2中，將所述金屬烙液注入所述凹槽內之前， 還包括將所述陶瓷基體預熱至500-600°C。通過上述步驟避免由于陶瓷基體與金屬烙液的 溫差過大而對制備得到的金屬件的性能產生影響。

　　[0055] 如步驟S2,在凹槽內注入金屬烙液后，將金屬烙液冷卻即可得到本發明提供的金 屬陶瓷復合體。對于上述冷卻處理，本發明中，優選所述冷卻的方法為：溫度大于700°C時 冷卻速度大于l〇〇°C /min ;溫度在400-700°C時冷卻速度大于50°C /min。

　　[0056] 為進一步提高制備得到的金屬陶瓷復合體的外觀品質，優選情況下，在所述步驟 S2之后還包括磨拋及噴砂處理。其中，磨拋及噴砂處理工藝為常規的加工工藝，在此不在寶 述。

　　[0057] W下通過實施例對本發明進行進一步的說明。 陽05引 實施例1

　　[0059] 本實施例用于說明本發明公開的金屬陶瓷復合體及其制備方法。 W60] 將W粉（粒徑D50為Ιμπι，熱膨脹系數為4.6X106k1)在150°C下烘烤化。然后 將W粉添加到900°C烙融狀態下的錯侶銅儀系合金中。惰性氣氛下，攬拌混合均勻，得到金 屬烙液，其中，W粉的體積份數為29 %。

　　[0061] 將陶瓷基體預熱到500°C，裝入模具，采用壓鑄機在1000°C、10MPa壓力下將金屬 烙液壓入在巧體預成型時形成的深度為0. 2mm、寬度為0. 5mm的氧化錯陶瓷（熱膨脹系數為 10Χ106Κ?)的表面凹槽上，填滿凹槽。 陽06引然后迅速充入Ar快速冷卻，冷卻速度120°C /min,冷卻至室溫后取出，對表面進行 磨拋及噴砂處理，即得金屬陶瓷復合體樣品S1。 W63] 實施例2-5

　　[0064] 本實施例用于說明本發明公開的金屬陶瓷復合體及其制備方法。 陽0化]采用與實施例1相同的方法制備金屬陶瓷復合體樣品S2-S5，

　　[0066] 不同的具體參數見表1。

　　[0067] 對比例1

　　[0068] 本對比例用于對比說明本發明公開的金屬陶瓷復合體及其制備方法。

　　[0069] 將錯侶銅儀系合金烙融，得到金屬烙液。

　　[0070] 將陶瓷基體預熱到550°C，裝入模具，采用壓鑄機在1000°C、10MPa壓力下將金屬 烙液壓入在巧體預成型時形成的深度為0. 3mm、寬度為0. 5mm的氧化錯陶瓷（熱膨脹系數為 10Χ106Κ?)的表面凹槽上，填滿凹槽。 陽〇7U 然后迅速充入Ar快速冷卻，冷卻速度120°C /min,冷卻至室溫后取出，對表面進行 磨拋及噴砂處理，即得金屬陶瓷復合體樣品D1。 |；00巧表1

　　[0073]

　　[0074] 性能測試

　　[0075] 對上述實施例1-5、對比例1制備得到的樣品S1-S5、D1及310s不誘鋼、侶合金、 錯基非晶合金材料進行如下測試，測試結果見表2。

　　[0076] 1、金屬件與陶瓷基體結合力

　　[0077] 將制備好的增強顆粒的漿料注入內徑11mm、高10mm的氧化錯陶瓷環中，預燒后， 烙滲錯基非晶合金，（工藝同結構件制作工藝一致），獲得氧化錯陶瓷忍部帶金屬件的測試 樣品。

　　[0078] 采用萬能試驗機將金屬件忍部壓出，測試所需壓力，并換算出剪切力，即為金屬件 與陶瓷基體的結合力。 陽0巧]2、金屬件硬度

　　[0080] 對樣品的金屬件表面進行研磨、拋光至鏡面，然后采用HVS-10Z型數顯維氏硬度 計測試，測試10點，取平均值。 W81] 3、外觀

　　[0082] 肉眼觀察及光學顯微鏡放大50倍觀察；外觀是否有明顯凹坑、凸起等缺陷，W及 光澤是否均勻一致。 陽〇8引 4、光亮度

　　[0084] 對樣品表面進行研磨、拋光至鏡面，然后采用諾蘇（中色）測色儀（型號NC-1101) 測試，測試10點，取平均值。

　　[00化]表2

　　[0086]

　　陽087] 從表2的測試結果可W看出，本發明制備的金屬陶瓷復合體中，金屬件與陶瓷基 體的結合力強，金屬件與陶瓷基體間能無縫連接。金屬件的硬度大，不易磨損，具有良好耐 腐蝕性能，且無氣孔、孔桐等缺陷，并且金屬件表面亮度高，外觀完美，能實現陶瓷鏡面效果 和金屬啞光效果，尤其適合作為金屬裝飾的陶瓷制品。

　　[0088] W上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用W限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

　　【主權項】

　　1. 一種金屬陶瓷復合體，其特征在于，包括陶瓷基體和金屬件； 所述陶瓷基體表面具有凹槽，所述金屬件填充于所述凹槽內； 所述金屬件包括鋯基合金和位于所述鋯基合金內的增強材料，所述增強材料選自W、 Mo、Ni、Cr、不銹鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr02、BN、Si3N4、TiN、A1 203中的一種或多種； 所述金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值為36. 92-44. 07。2. 根據權利要求1所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述金屬件中，以金屬件總體 積為基準，所述增強材料的體積百分含量為5%以上至小于30%。3. 根據權利要求2所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述增強材料為顆粒狀，所述 增強材料的粒徑D50為0. 1-100 μ m ; 所述增強材料均勻分散于鋯基合金內部。4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述增強材料 的熱膨脹系數為3-10 X 10 6K、5. 根據權利要求4所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述鋯基合金的熱膨脹系數 為 9-15X10 6Κ ^6. 根據權利要求1_3、5中任意一項所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述鋯基合 金為鋯基非晶合金。7. 根據權利要求5所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述陶瓷基體的熱膨脹系數 為 7-10X10 6Κ ^8. 根據權利要求1_3、5、7中任意一項所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述陶瓷 基體為氧化鋯陶瓷。9. 根據權利要求1所述的金屬陶瓷復合體，其特征在于，所述凹槽深度大于0. 1mm。10. -種金屬陶瓷復合體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 將增強材料添加至熔融狀態下的鋯基合金中，并在保護氣氛下混合均勻，得到金屬 熔液；以所需得到的金屬件的總體積為基準，所述增強材料的添加量小于30% ;所述增強 材料選自 W、Mo、Ni、Cr、不銹鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、Zr02、BN、Si3N 4、TiN、A1203中的一種或多 種； 52、 提供陶瓷基體，所述陶瓷基體表面具有凹槽；將所述金屬熔液注入所述凹槽內；冷 卻后得到金屬陶瓷復合體。11. 根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述增強材料的添 加量為5 %以上至小于30 %。12. 根據權利要求10或11所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述增強顆 粒的粒徑D50為0· 1-100 μ m。13. 根據權利要求10或11所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述增強材 料的熱膨脹系數為3-10 X 10 6K、14. 根據權利要求13所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述鋯基合金的熱 膨脹系數為9-15X10 V1。15. 根據權利要求10、11、14中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中， 所述鋯基合金為鋯基非晶合金。16. 根據權利要求14所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷基體的熱膨脹系數為 7-10X10 6K17. 根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷基體為氧化鋯陶瓷。18. 根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述混合在 900-1100°C進行；所述保護氣氛為真空或惰性氣氛。19. 根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，先通過預成型得到 表面具有凹槽的陶瓷胚體，然后將陶瓷坯體燒結得到所述陶瓷基體； 或者通過激光雕刻在陶瓷表面形成凹槽，得到所述陶瓷基體。20. 根據權利要求10或19所述的制備方法，其特征在于，所述凹槽深度大于0. 1mm。21. 根據權利要求10、11、14、16-19中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步 驟S2中，將所述金屬熔液注入所述凹槽內之前，還包括將所述陶瓷基體預熱至500-600°C。22. 根據權利要求21所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述冷卻的方法 為：溫度大于700°C時冷卻速度大于100°C /min ;溫度在400-700°C時冷卻速度大于50°C / min〇23. 根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S2之后還包括磨拋及 噴砂處理。

　　【專利摘要】為克服現有的金屬陶瓷復合體中，金屬件硬度低，并且與陶瓷基體結合力弱，外觀性能差的問題，本發明提供了一種金屬陶瓷復合體，包括陶瓷基體和金屬件；所述陶瓷基體表面具有凹槽，所述金屬件填充于所述凹槽內；所述金屬件包括鋯基合金和位于所述鋯基合金內的增強材料，所述增強材料選自W、Mo、Ni、Cr、不銹鋼、WC、TiC、SiC、ZrC、ZrO2、BN、Si3N4、TiN、Al2O3中的一種或多種；所述金屬件表面在LAB色度系下的亮度L值為36.92-44.07。同時，本發明還公開了上述金屬陶瓷復合體的制備方法。本發明提供的金屬陶瓷復合體中，金屬件表面硬度高，并且與陶瓷基體結合力強，外觀性能好。

　　【IPC分類】B22D19/00, C22C16/00

　　【公開號】CN105522137

　　【申請號】CN201410579014

　　【發明人】宮清, 林信平, 林勇釗, 張法亮, 吳波

　　【申請人】比亞迪股份有限公司

　　【公開日】2016年4月27日

　　【申請日】2014年10月24日

　　【公告號】WO2016062163A1