一种陶瓷/铜复合材料喉衬的制造方法

摘要

一种陶瓷/铜复合材料喉衬的制造方法，包括陶瓷骨架制备及铜合金熔渗；所述陶瓷骨架的制备包括球磨、制粒、成型、预烧脱脂、高温烧结步骤，制得用于制备喉衬的多孔陶瓷骨架坯件；所述铜合金的熔渗是将占所述多孔陶瓷骨架坯件质量36～38％的铜镍银金合金粉末高温熔渗到多孔陶瓷骨架坯件中，所述铜镍银金合金的重量百分组成为：Cu-2.5Ni-1.45Ag-0.15Au。本发明工艺方法简单、操作方便、制备的陶瓷/铜复合材料热导率高、热膨胀系数低、密度小、抗烧蚀性能优异，通过设计高强度陶瓷骨架材料，调整熔渗剂的配比、改善了铜液/陶瓷之间的润湿性，制备出轻质、抗烧蚀性能优异的铜/陶瓷喉衬复合材料，可取代高密度的钨铜喉衬复合材料，适于工业化生产。

主权项

一种陶瓷/铜复合材料喉衬的制造方法，包括下述步骤：第一步：陶瓷骨架的制备1.1球磨取金属钛粉和碳化硼粉末按质量比2.6∶1配比，以硬质合金球作磨球，球料比(8～12)∶1；以分析纯酒精作球磨介质，球磨20～28小时，得到混合粉末；1.2制粒向1.1所得混合粉末中添加占混合粉末质量0.8～1.2％的石蜡，以40目筛制粒，得到混合粉末颗粒；1.3成型将1.2制得的混合粉末颗粒加热到60～70℃填充到模温为65～75℃的模具中，施加100～120Mpa的成形压力，保压60‑75秒后脱模；得到成形的喉衬坯件；1.4预烧脱脂将1.3得到的喉衬坯件置于真空炉中以1～3℃/分钟的速度从室温升温至320～350℃，保温1～1.5小时；随后以同样的升温速度升温至650～700℃并保温1～1.5小时后随炉冷却；在整个脱脂过程中，控制炉内真空度小于等于10Pa；1.5高温烧结将1.4脱脂后的喉衬坯件放置在真空烧结炉内，以3～5℃/分钟的升温速度自室温升至1550‑1750℃，并保温60～120分钟后，随炉冷却至室温，得到用于制备喉衬的多孔陶瓷骨架坯件；在整个高温烧结过程中，控制炉内真空度小于等于0.1Pa；第二步：铜合金的熔渗将粒度为‑200目的铜镍银金合金粉末置于第一步第1.5制得的多孔陶瓷骨架坯件上并埋入‑40目的高纯石墨粒子中，随烧舟一道推入钼丝烧结炉中加热至1450～1500℃，保温30～45分钟后推入冷却区随炉冷却，得到陶瓷/铜复合材料喉衬。