一种BN-Mo2B高温耐磨材料及其制备工艺的制作方法
未命名
08-07
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一种bn-mo2b高温耐磨材料及其制备工艺
技术领域
1.本发明涉及高温耐磨材料技术领域,具体而言,涉及一种bn-mo2b高温耐磨材料及其制备工艺。
背景技术:
2.磨损、腐蚀和断裂是材料三大主要失效形式,在钢铁、冶金、建材等领域每年因磨损消耗的国民生产总值十分巨大,其中,高温抗磨材料方面的消耗占比重较大。然而现有的抗高温磨损材料的制备成本高且其高温耐磨性能仍有待提高。
技术实现要素:
3.本发明的目的包括提供一种bn-mo2b高温耐磨材料及其制备工艺,以解决现有抗高温磨损材料的制备成本高且其高温耐磨性能有待提高的技术问题。
4.为解决上述问题,本发明提供一种bn-mo2b高温耐磨材料的制备工艺,包括以下步骤:
5.第一混合球磨:将mo粉和b粉按照摩尔比a:b称重并装入球磨机中球磨5~20h得到第一混合粉体,其中,a的取值为2,b的取值范围为1~1.6;
6.第二混合球磨:将温度为80~100℃的bn粉和所述第一混合粉体装入球磨机中球磨10~30h得到第二混合粉体,其中,bn粉的重量为第一混合粉体重量的5%~20%;
7.烧结:将冷却至室温的第二混合粉体置于等离子活化烧结炉中进行烧结,于烧结温度1000~1400℃、加压300~500mpa条件下保温0.5~3h,最终得到bn-mo2b材料。
8.可选地,b的取值范围为1.2~1.5;进一步优选为1.2~1.3。
9.可选地,所述第一混合球磨步骤中,将称重后的mo粉和b粉装入球磨罐中,并向球磨罐中装入无水乙醇,且无水乙醇的重量为mo粉和b粉总重量的0.4%~0.6%,然后将球磨罐装入球磨机中进行球磨。
10.可选地,将所述球磨罐装入球磨机前,对球磨罐进行抽真空并通入惰性气体。
11.可选地,所述球磨罐内的球料比范围为1:8~1:4;进一步优选为1:7~1:5;再进一步优选为1.6。
12.可选地,所述第一混合球磨步骤中,mo粉和b粉的平均粒度均不大于200μm,且mo粉和b粉的纯度均不低于99%;
13.和/或,所述第二混合球磨步骤中,bn粉的平均粒度为50~500nm。
14.可选地,该制备工艺还包括bn粉处理步骤:将bn粉和分析纯级丙酮加入水浴锅中,保持水浴锅温度在30~45℃清洗5~10min;取出清洗后的bn粉并对其进行烘干,将烘干后的bn粉冷却至80~100℃以用于所述第二混合球磨步骤。
15.可选地,所述烧结步骤中,第二混合粉体置于等离子活化烧结炉内后,等离子活化烧结炉以2~10℃/s的速度升至烧结温度1000~1400℃。
16.可选地,所述烧结步骤中,得到bn-mo2b材料后,使bn-mo2b材料随炉自然冷却至室
温。
17.本发明还提供了一种bn-mo2b高温耐磨材料,采用上述制备工艺制得。
18.本发明提供的制备工艺,一方面,该制备工艺过程简单,原料mo粉、b粉和bn粉价格低廉,且制备过程对各原料的无效耗费较低,从而有效降低bn-mo2b材料的制备成本;另一方面,该制备工艺制备bn-mo2b材料耗费时长较少,制备效率较高、产量大,能够进一步降低bn-mo2b材料的制备成本;再一方面,该制备工艺将硬度性能优异的bn晶粒加入mo2b材料中以制得组织致密的bn-mo2b材料,且bn晶粒能够在mo2b材料中形成高温耐磨的致密支架,使得bn-mo2b材料能够在高温工况下具备较高的硬度、耐磨性,从而适用于高温磨损工况。
19.本实施例提供的bn-mo2b高温耐磨材料中,bn晶粒能够在mo2b材料中形成高温耐磨的致密支架,使得bn-mo2b材料能够在高温工况下具备较高的硬度、耐磨性,从而适用于高温磨损工况;同时,该制备工艺过程简单、耗时短、制备效率高,原料mo粉、b粉和bn粉价格低廉,且制备过程对各原料的无效耗费较低,从而有效降低bn-mo2b材料的制备成本,相应降低bn-mo2b材料的价格。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为根据本发明实施例一的制备工艺制得的bn-mo2b材料的金相组织照片。
具体实施方式
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
23.本实施例提供一种bn-mo2b高温耐磨材料的制备工艺,包括第一混合球磨步骤、第二混合球磨步骤和烧结步骤,具体如下:
24.第一混合球磨:将mo粉和b粉按照摩尔比a:b称重并装入球磨机中球磨5~20h得到第一混合粉体,其中,a的取值为2,b的取值范围为1~1.6。将按照摩尔比称重的mo粉和b粉装入球磨机中球磨5~20h,以得到混合均匀的第一混合粉体,第一混合粉体具体为mo2b粉体,且其中的b粉均匀地分布于mo粉表面;具体地,随着球磨时长的不断增大,b粉在mo粉表面分布的均匀度更高、制备的mo2b晶粒更细小,且mo2b晶粒越细小,其耐高温磨损的强度越高,可以根据不同的磨损工况确定球磨时长。其中,b的取值范围优选为1.2~1.5;进一步优选为1.2~1.3;确定b的取值不小于1.2,则球磨后摩尔比为2:1的mo粉和b粉能够充分作用形成mo2b,而b粉摩尔比中多出的量则作为球磨过程的损失余量(质量较轻的b粉在球磨过程中会存在部分黏附于球磨罐的罐体或磨球,而造成一定的损失)。具体地,b的取值可以为1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6,以及两个取值点之间的任意数值。
25.第二混合球磨:将温度为80~100℃的bn粉和所述第一混合粉体装入球磨机中球磨10~30h得到第二混合粉体,其中,bn粉的重量为第一混合粉体重量的5%~20%。bn晶粒
具有优异的硬度、高温耐磨性能;球磨得到第一混合粉体后,将温度为80~100℃的bn粉加入第一混合粉体中继续球磨10~30h,以得到混合均匀的第二混合粉体,其中,温度为80~100℃的bn粉的表面活性较高,将具有较高表面活性的bn粉加入球磨罐内与第一混合粉体进行球磨,能够有效提高bn粉与mo2b粉的作用效果,从而在得到目标第二混合粉体的基础上,大大缩短球磨时长,相应有效提高制备效率。其中,bn粉的温度优选为85℃~95℃;进一步优选为90℃;具体地,bn粉的温度可以为80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃,以及两个取值点之间的任意温度值。
26.加入bn粉的重量为第一混合粉体重量的5%~20%,能够较大程度地确保bn粉与mo2b的充分作用,提高bn粉和mo2b粉的利用率,减少其无效耗费;其中,bn粉相对第一混合粉体的重量百分比优选10%~15%;进一步优选12%~13%;具体地,bn粉相对第一混合粉体的重量百分比可以为5%、7%、9%、11%、13%、15%、17%、19%、20%,以及两个取值点之间的任意重量百分比。具体地,随着球磨时长的不断增大,bn粉与mo2b粉的混合均匀度更高、bn粉在mo2b粉中形成的支架越密实,高温耐磨的强度越高,可以根据不同的磨损工况确定球磨时长。
27.烧结:将冷却至室温的第二混合粉体置于等离子活化烧结炉中进行烧结,于烧结温度1000~1400℃、加压300~500mpa条件下保温0.5~3h,最终得到bn-mo2b材料。将混合均匀且冷却至室温的第二混合粉体置于烧结效率较高的等离子活化烧结炉中,以烧结温度1000~1400℃、加压300~500mpa的条件保温0.5~3.0h,从而得到组织致密的bn-mo2b材料,其中,bn晶粒能够在mo2b材料中形成高温耐磨的致密支架,使得bn-mo2b材料能够在高温工况下具备较高的硬度、耐磨性。其中,烧结温度可以优选1100~1300℃;进一步优选1150~1250℃;具体地,烧结温度可以为1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃,以及两个取值点之间的任意温度值。其中,加压可以优选350~450mpa;进一步优选380~420mpa;具体地,加压可以为300mpa、340mpa、380mpa、420mpa、460mpa、500mpa,以及两个取值点之间的任意气压。其中,保温时长优选1.0~2.5h;进一步优选1.5~2.0h;具体地,保温时长可以为0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h,以及两个取值点之间的任意保温时长。
28.则本实施例提供的制备工艺,一方面,该制备工艺过程简单,原料mo粉、b粉和bn粉价格低廉,且制备过程对各原料的无效耗费较低,从而有效降低bn-mo2b材料的制备成本;另一方面,该制备工艺制备bn-mo2b材料耗费时长较少,制备效率较高、产量大,能够进一步降低bn-mo2b材料的制备成本;再一方面,该制备工艺将硬度性能优异的bn晶粒加入mo2b材料中以制得组织致密的bn-mo2b材料,且bn晶粒能够在mo2b材料中形成高温耐磨的致密支架,使得bn-mo2b材料能够在高温工况下具备较高的硬度、耐磨性,从而适用于高温磨损工况。
29.具体地,本实施例中,第一混合球磨步骤中,mo粉和b粉的平均粒度均不大于200μm,且mo粉和b粉的纯度均不低于99%。选用平均粒度小于等于200μm的mo粉和b粉进行球磨混合,能够高效地完成混合并得到粒度合适的第一混合粉体,从而提高球磨效率、缩短球磨时长;其中,mo粉和b粉的平均粒度优选为150μm~200μm;进一步优选为170μm~180μm;具体地,mo粉和b粉的平均粒度可以为150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm、200μm,以及两个取值点之间的粒度。其中,选用纯度不低于99%的mo粉和b粉
能够确保生成mo2b粉的纯度,从而确保最终得到bn-mo2b材料的高温耐磨性能。
30.具体地,第二混合球磨步骤中,bn粉的平均粒度为50~500nm。选用该粒度的bn粉与第一混合粉体混合球磨,能够高效地完成混合并得到粒度合适的第二混合粉体,从而确保后续烧结得到bn-mo2b材料中bn晶粒在mo2b材料中形成支架的致密性、均匀性,相应确保得到bn-mo2b材料的抗高温耐磨性。其中,bn粉的平均粒度优选为150~400nm;进一步优选为250~300nm;具体地,bn粉的平均粒度可以为50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm,以及两个取值点之间的任意粒度。
31.可选地,本实施例中,第一混合球磨步骤中,将称重后的mo粉和b粉装入球磨罐中,并向球磨罐中装入无水乙醇,且无水乙醇的重量为mo粉和b粉总重量的0.4%~0.6%,然后将球磨罐装入球磨机中进行球磨。根据摩尔比对mo粉和b粉称重后,将其和一定量的无水乙醇装入球磨罐中进行湿磨,从而提高球磨效率、缩短球磨时长,且能够得到第一混合粉体的粒度均匀度更高,相应得到性能更加均匀稳定的mo2b粉;球磨得到第一混合粉体后,可以关闭球磨机,取出球磨罐并打开,无水乙醇挥发,第一混合粉体于球磨罐中自然冷却至室温。其中,加入球磨罐内的无水乙醇的重量优选为mo粉和b粉总重量的0.45%~0.55%;进一步优选为0.5%;具体地,无水乙醇的重量可以为mo粉和b粉总重量的0.4%、0.43%、0.45%、0.48%、0.50%、0.53%、0.55%、0.58%、0.60%,以及两个取值点之间的任意重量比。
32.本实施例中,所述球磨罐内的球料比范围为1:8~1:4;进一步优选为1:7~1:5;再进一步优选为1:6。选用该球料比范围,能够高效完成球磨,且能够得到合适粒度的第一混合粉体;具体地,球料比可以为1:8、1:7、1:6、1:5、1:4,以及两个取值点之间的任意数值。
33.具体地,将球磨罐装入球磨机前,可以对球磨罐进行抽真空并通入惰性气体。选用可抽真空充气的球磨罐,mo粉、b粉和无水乙醇装入球磨罐内后,对球磨罐抽真空并充入惰性气体,使球磨罐内为惰性气氛,然后将球磨罐装入球磨机中进行球磨,从而减少球磨过程中,mo粉和b粉与氧气接触氧化而影响mo2b生成量及纯度情况的发生,相应确保mo2b的产量及纯度。具体地,惰性气体可以选用价格低廉的ar。可选地,对mo粉和b粉进行称重及装料的过程中应该尽量迅速,以减少mo粉和b粉接触空气氧化以及吸收湿气情况的发生。
34.本实施例中,该制备工艺的第二混合球磨步骤前,还包括bn粉处理步骤:将bn粉和分析纯级丙酮加入水浴锅中,保持水浴锅温度在30~45℃清洗5~10min;取出清洗后的bn粉并对其进行烘干,将烘干后的bn粉冷却至80~100℃以用于所述第二混合球磨步骤。可以选用商用bn粉,然后采用水浴锅和分析纯级丙酮对其进行清洗,以提高bn粉的纯度;清洗完成后,自水浴锅中取出bn粉置于干燥箱内进行烘干,具体烘干温度可以为100~120℃,以使bn粉中的丙酮快速蒸发,得到纯较高的bn粉;烘干完成后,bn粉于干燥箱内自然冷却至80~100℃以用于第二混合球磨步骤。其中,bn粉处理步骤的设置,不仅能够提高bn粉的纯度,从而减少最终得到bn-mo2b材料内的杂质,相应确保其高温耐磨性能;并且,烘干后的bn粉能够自然冷却至80~100℃以用于第二混合球磨步骤,而无需额外对bn粉进行加热,从而在保证制备效率及最终产物性能的基础上,提高制备工艺的操作便捷性并降低其制备成本。其中,水浴锅的温度优选为35~40℃;进一步优选为37~38℃;具体地,水浴锅的温度可以为30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃,以及两个取值点之间的任意温度。清洗时长优选为6~9min;进一步优选为7~8min;具体地,清洗时长可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min,以及两个取值点之间的任意时长。
35.可选地,本实施例中,烧结步骤中,第二混合粉体置于等离子活化烧结炉内后,等离子活化烧结炉以2~10℃每秒的速度升至烧结温度1000~1400℃。对第二混合粉体进行烧结时,控制等离子活化烧结炉以适合的速度升温至目标烧结温度,以减少升温过快或过慢对反应的不良影响,从而确保最终产物的高温耐磨性能。其中,升温速度优选为4~8℃/s;进一步优选为5~7℃/s;具体地,升温速度可以为2℃/s、3℃/s、4℃/s、5℃/s、6℃/s、7℃/s、8℃/s、9℃/s、10℃/s,以及两个取值点之间的任意升温速度。
36.具体地,本实施例中,烧结步骤中,得到bn-mo2b材料后,使bn-mo2b材料随炉自然冷却至室温。
37.本实施例还提供一种bn-mo2b高温耐磨材料,采用上述制备工艺制得。采用上述制备工艺制得的bn-mo2b高温耐磨材料中,bn晶粒能够在mo2b材料中形成高温耐磨的致密支架,使得bn-mo2b材料能够在高温工况下具备较高的硬度、耐磨性,从而适用于高温磨损工况;同时,该制备工艺过程简单、耗时短、制备效率高,原料mo粉、b粉和bn粉价格低廉,且制备过程对各原料的无效耗费较低,从而有效降低bn-mo2b材料的制备成本,相应降低bn-mo2b材料的价格。
38.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
39.实施例一
40.步骤1,将平均粒度为200μm、纯度为99%的mo粉和b粉按照摩尔比2:1.2称重;
41.步骤2,将步骤1中称重的mo粉和b粉装入球磨罐中,向球磨罐中加入重量为mo粉和b粉总重量的0.5%的无水乙醇,球磨罐的球料比为1:6;对球磨罐进行抽真空并通入ar;将球磨罐装入球磨机中球磨5h得到第一混合粉体,且第一混合粉体自然冷却至室温;
42.步骤3,将平均粒度为50nm的商用bn粉装入水浴锅中并加入分析纯级丙酮,保持水浴锅温度在30℃清洗5min;取出清洗后的bn粉在真空干燥箱内于120℃烘干,且烘干完成后于烘干箱内冷却至80℃;
43.步骤4,将步骤3中得到的80℃的bn粉加入步骤2结束后的球磨罐内,对球磨罐进行抽真空并通入ar,其中,bn粉的重量为第一混合粉总重量的5%;将球磨罐装入球磨机中球磨30h得到第二混合粉体,且第二混合粉体自然冷却至室温;
44.步骤5,将步骤4得到的第二混合粉体填充至石墨模具中,并放入等离子活化烧结炉内,以2℃/s的速度升温至1400℃,加压300mpa,保温0.5h;烧结完成随炉冷却,最终得到bn-mo2b材料。
45.图1为根据本发明实施例一制得的bn-mo2b材料的金相组织照片,显示精度为20μm。其中,图1中的亮白色点为高硬度的bn晶粒,bn晶粒在组织致密的bn-mo2b材料中形成分布均匀的硬支架,从而使得bn-mo2b材料具备优异的高温耐磨性能。
46.具体地,将本发明实施例一制得的bn-mo2b材料和现有的“司太立(stellite)”合金置于900℃高温磨损试验机中进行高温磨损试验,磨损2h后,两种材料的体积损失量如表1所示,其中,本发明实施例一制得的bn-mo2b材料的体积损失量较现有“司太立”合金的积损失量降低2倍以上,其高温耐磨性能更佳。
47.表1
48.ꢀ“
司太立”合金bn-mo2b材料体积损失量(mm3/h)13.14.2
49.实施例二
50.步骤1,将平均粒度为150μm、纯度为99.5%的mo粉和b粉按照摩尔比2:1.5称重;
51.步骤2,将步骤1中称重的mo粉和b粉装入球磨罐中,向球磨罐中加入重量为mo粉和b粉总重量的0.5%的无水乙醇,球磨罐的球料比为1:6;对球磨罐进行抽真空并通入ar;将球磨罐装入球磨机中球磨20h得到第一混合粉体,且第一混合粉体自然冷却至室温;
52.步骤3,将平均粒度为500nm的商用bn粉装入水浴锅中并加入分析纯级丙酮,保持水浴锅温度在45℃清洗10min;取出清洗后的bn粉在真空干燥箱内于120℃烘干,且烘干完成后于烘干箱内冷却至100℃;
53.步骤4,将步骤3中得到的100℃的bn粉加入步骤2结束后的球磨罐内,对球磨罐进行抽真空并通入ar,其中,bn粉的重量为第一混合粉总重量的15%;将球磨罐装入球磨机中球磨10h得到第二混合粉体,且第二混合粉体自然冷却至室温;
54.步骤5,将步骤4得到的第二混合粉体填充至石墨模具中,并放入等离子活化烧结炉内,以10℃/s的速度升温至1000℃,加压500mpa,保温3h;烧结完成随炉冷却,最终得到bn-mo2b材料。
55.具体地,将本发明实施例二制得的bn-mo2b材料和现有的“司太立”合金置于900℃高温磨损试验机中进行高温磨损试验,磨损2h后,两种材料的体积损失量如表2所示,其中,本发明实施例二制得的bn-mo2b材料的体积损失量较现有“司太立”合金的积损失量降低近3倍,其高温耐磨性能更佳。
56.表2
57.ꢀ“
司太立”合金bn-mo2b材料体积损失量(mm3/h)13.13.7
58.实施例三
59.步骤1,将平均粒度不大于100μm、纯度为99.5%的mo粉和b粉按照摩尔比2:1.3称重;
60.步骤2,将步骤1中称重的mo粉和b粉装入球磨罐中,向球磨罐中加入重量为mo粉和b粉总重量的0.5%的无水乙醇,球磨罐的球料比为1:6;对球磨罐进行抽真空并通入ar;将球磨罐装入球磨机中球磨15h得到第一混合粉体,且第一混合粉体自然冷却至室温;
61.步骤3,将平均粒度为250nm的商用bn粉装入水浴锅中并加入分析纯级丙酮,保持水浴锅温度在40℃清洗8min;取出清洗后的bn粉在真空干燥箱内于120℃烘干,且烘干完成后于烘干箱内冷却至90℃;
62.步骤4,将步骤3中得到的90℃的bn粉加入步骤2结束后的球磨罐内,对球磨罐进行抽真空并通入ar,其中,bn粉的重量为第一混合粉总重量的20%;将球磨罐装入球磨机中球磨20h得到第二混合粉体,且第二混合粉体自然冷却至室温;
63.步骤5,将步骤4得到的第二混合粉体填充至石墨模具中,并放入等离子活化烧结炉内,以7℃/s的速度升温至1200℃,加压400mpa,保温2.5h;烧结完成随炉冷却,最终得到bn-mo2b材料。
64.具体地,将本发明实施例三制得的bn-mo2b材料和现有的“司太立”合金置于900℃高温磨损试验机中进行高温磨损试验,磨损2h后,两种材料的体积损失量如表3所示,其中,本发明实施例一制得的bn-mo2b材料的体积磨损量较现有“司太立”合金的积磨损量降低2
倍以上,其高温耐磨性能更佳。
65.表3
66.ꢀ“
司太立”合金bn-mo2b材料体积损失量(mm3/h)13.14.0
67.综上所述,本发明提供的制备工艺制得的bn-mo2b材料具有较佳的高温耐磨性能;此外,本发明提供的制备工艺制备bn-mo2b材料的成本为“司太立”合金的60%左右,具有较佳的性价比优势。
68.最后,还需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征:
1.一种bn-mo2b高温耐磨材料的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:第一混合球磨:将mo粉和b粉按照摩尔比a:b称重并装入球磨机中球磨5~20h得到第一混合粉体,其中,a的取值为2,b的取值范围为1~1.6;第二混合球磨:将温度为80~100℃的bn粉和所述第一混合粉体装入球磨机中球磨10~30h得到第二混合粉体,其中,bn粉的重量为第一混合粉体重量的5%~20%;烧结:将冷却至室温的第二混合粉体置于等离子活化烧结炉中进行烧结,于烧结温度1000~1400℃、加压300~500mpa条件下保温0.5~3h,最终得到bn-mo2b材料。2.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,b的取值范围为1.2~1.5;进一步优选为1.2~1.3。3.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,所述第一混合球磨步骤中,将称重后的mo粉和b粉装入球磨罐中,并向球磨罐中装入无水乙醇,且无水乙醇的重量为mo粉和b粉总重量的0.4%~0.6%,然后将球磨罐装入球磨机中进行球磨。4.根据权利要求3所述的制备工艺,其特征在于,将所述球磨罐装入球磨机前,对球磨罐进行抽真空并通入惰性气体。5.根据权利要求3所述的制备工艺,其特征在于,所述球磨罐内的球料比范围为1:8~1:4;进一步优选为1:7~1:5;再进一步优选为1:6。6.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,所述第一混合球磨步骤中,mo粉和b粉的平均粒度均不大于200μm,且mo粉和b粉的纯度均不低于99%;和/或,所述第二混合球磨步骤中,bn粉的平均粒度为50~500nm。7.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,该制备工艺还包括bn粉处理步骤:将bn粉和分析纯级丙酮加入水浴锅中,保持水浴锅温度在30~45℃清洗5~10min;取出清洗后的bn粉并对其进行烘干,将烘干后的bn粉冷却至80~100℃以用于所述第二混合球磨步骤。8.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,所述烧结步骤中,第二混合粉体置于等离子活化烧结炉内后,等离子活化烧结炉以2~10℃/s的速度升至烧结温度1000~1400℃。9.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,所述烧结步骤中,得到bn-mo2b材料后,使bn-mo2b材料随炉自然冷却至室温。10.一种bn-mo2b高温耐磨材料,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的制备工艺制得。
技术总结
本发明提供一种BN-Mo2B高温耐磨材料及其制备工艺,涉及高温耐磨材料技术领域。该BN-Mo2B高温耐磨材料的制备工艺,包括以下步骤:第一混合球磨:将Mo粉和B粉按照摩尔比a:b称重并装入球磨机中球磨5~20h得到第一混合粉体,其中,a的取值为2,b的取值范围为1~1.6;第二混合球磨:将温度为80~100℃的BN粉和所述第一混合粉体装入球磨机中球磨10~30h得到第二混合粉体,其中,BN粉的重量为第一混合粉体重量的5%~20%;烧结:将冷却至室温的第二混合粉体置于等离子活化烧结炉中进行烧结,于烧结温度1000~1400℃、加压300~500MPa条件下保温0.5~3h,最终得到BN-Mo2B材料。该制备工艺制得的BN-Mo2B材料成本低、高温耐磨性能佳。高温耐磨性能佳。高温耐磨性能佳。
技术研发人员:米紫昊 杨二娟 杨小金 杨平 刘福广 刘国刚 李勇 刘刚 伊朝品 王亮 黄修喜 鲍军 王垚 秦建柱 吴晓俊
受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
技术研发日:2023.06.06
技术公布日:2023/8/5
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