具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例提供一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，按质量百分比计，包括如下组分：

硬质相粉末：40％NbC，10％(Nb,M)C粉末；

强化相粉末：5％WC，5％TiC，5％TiN，8％Mo2C，5％TaC的粉末；

粘结相粉末：5％Ni，5％Mo，5％Cr，5％Co粉末；

晶粒抑制相粉末：0.5％ZrC，0.5％VC；

合金添加剂粉末：0.5％炭黑，0.5％合金性能强化添加剂。

其中，硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或几种。

实施例二：

本实施例提供一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，按质量百分比计，包括如下组分：

硬质相粉末：70％NbC，10％(Nb,M)C粉末；

强化相粉末：10％WC，1％TiC，1％TiN，1％Mo2C，1％TaC的粉末；

粘结相粉末：1％Ni，1％Mo，1％Cr，1％Co粉末；

晶粒抑制相粉末：0.3％ZrC，0.7％VC；

合金添加剂粉末：0.4％炭黑，0.6％合金性能强化添加剂。

其中，硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或几种。

实施例三：

本实施例提供一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金，按质量百分比计，包括如下组分：

硬质相粉末：40％NbC，50％(Nb,M)C粉末；

强化相粉末：5％WC，0.5％TiC，0.5％TiN，0.5％Mo2C，0.5％TaC的粉末；

粘结相粉末：0.5％Ni，0.5％Mo，0.5％Cr，0.5％Co粉末；

晶粒抑制相粉末：0.2％ZrC，0.2％VC；

合金添加剂粉末：0.3％炭黑，0.3％合金性能强化添加剂。

其中，硬质相粉末、强化相粉末、粘接相粉末、晶粒抑制剂粉末以及炭黑粉末选用微米粉末、亚微米、纳米粉末中的任意一种或几种。

本发明提供的金属陶瓷合金采用价格低廉的Ni粉、Cr粉、Fe粉、NbC粉、Mo2C或TiC粉以及炭黑等为原料，NbC是一种具有高强度并且具有很好润湿性的硬质相，通常密度为7.56g/cm3,显微硬度为1961Kg/cm3的熔点为3480℃，相比WC硬质相的密度15.7g/cm3,显微硬度为1780Kg/cm3的熔点为2720℃性能上更具优势，采用NbC作硬质相在配制合金中NbC占其主要硬质相成分，使其制备合金具有较低的密度，其通常合金密度在6.25～7.6g/cm3，与现有的金属陶瓷合金相比，具有密度较低的优点。

实施例四：

本实施例提供一种高耐磨强韧性NbC基轻质金属陶瓷合金的制备方法，包括以下步骤：

S1：按比例称取相应原料粉末，将称取后的粉末放置于混料机中进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；

S2：将预备原料装入球磨机的研磨硬质合金球磨罐内，进行球磨后获得混合料浆；

S3：将混合料浆干燥后经过200～350目进行滤筛或喷雾制粒；

S4：将过筛后的混合物料直接装入模具中压制成坯料；

S5：先将模压成型的坯料装入低压烧结炉，再启动烧结炉电源，并依次进入加热脱脂阶段、固相烧结阶段、液相烧结阶段；在液相阶段采用低气压条件下烧结，其烧结气氛为Ar气保护，其充入气体压强为2～8MPa，液相烧结结束后进入随炉冷却阶段，然后出炉取出金属陶瓷合金。

步骤S1中研磨介质为已烷或无水乙醇，其占混合料总量的质量分数为0.6～1.7％；分散剂为十二烷基苯璜酸、硬质酸或乙索敏，其质量分数为0.2～0.45％；成型剂是汽油和橡胶、石蜡、聚乙烯醇、合成橡胶、乙二醇或SBS中一种或几种为溶质，其质量分数为2.3～4.9％。

使用本方法制备时采用固相及液相低压气氛烧结技术相结制备合金，在不降低合金硬度的情况下有效提高合金硬度和耐高温性能。

步骤S1中使用的混料机包括混料罐1，混料罐1的上部为圆筒状，下部为上端为大径端下端为小径端的圆台状结构，混料罐1通过多个支腿4进行支撑，混料罐1的上端壁上设置有投料管5，混料罐1的下端侧壁上设置有排料机构2；混料罐1中竖直设置有圆管6，圆管6的中心轴线与混料罐1的中心轴线共线，圆管6的上端设置有多个连接杆7，各连接杆7沿着圆管6的圆周方向设置，圆管6通过各连接杆7与混料罐1的上端壁上相连，圆管6的上端与混料罐1的上端壁之间具有一定的距离；圆管6中竖直设置有转轴8，转轴8与圆管6的中心轴线共线，转轴8的圆柱壁上设置有螺旋上料叶片9，转轴8和螺旋上料叶片9的上端高于圆管6的上端，混料罐1的底壁上设置有搅拌电机10，转轴8的下端与搅拌电机10相连。

现有的搅拌机通过搅拌轴带动搅拌叶进行搅拌，由于不同物料的密度相差较大，很难将搅拌罐1中竖直方向上各层的物料混合均匀。本混料机使用时，将称量好的各组分通过投料管5投入混料罐1中，启动搅拌电机10，搅拌电机10带动转轴8和螺旋上料叶片9转动，将位于混料罐1内底部的物料输送至圆管6的上端，通过圆管6的上端随机落下，覆盖在混料罐1中各物料的上侧，如此实现了混料罐1中竖直方向上各层物料的混合搅拌，更易于将混料罐1中的物料搅拌均匀，提高了搅拌效率，节约了搅拌耗能。

请参阅图2和图4，圆管6的外管壁上设置有分散罩11，分散罩11呈上端径小下端径大的锥形罩结构，分散罩11可将由圆管6上端落下的物料更好的分散开，可进一步提高物料混合均匀的速度。投料管5设置有多个，且沿着混料罐1上端壁的圆周方向均匀设置，通过各投料管5均匀地向混料罐1中投料，投料管5的上端设置有盖子13，投料完成后盖上盖子13。

请参阅图2和图4，连接杆7呈螺杆状，混料罐1的上端壁上设置有与圆管6上端的连接杆7一一对应的连接通孔，各连接杆7由各连接通孔中穿过，连接杆7上安装有两个螺母12，两个螺母12中一个螺母12位于混料罐1上端壁的上侧，另一个螺母12位于混料罐1上端壁的下侧，如此设置可方便地调节圆管6的高度位置，使得圆管6的下端与混料罐1的内底壁之间具有合适的距离，便于物料被螺旋上料叶片9带到圆管6的上端。而且如此设置便于圆管6的位置的固定。

请参阅图5和图6，排料机构2包括混料罐1的下端侧壁上设置有多个排料口及排料口处设置的排料管21，排料管21垂直于混料罐1的下端侧壁设置，排料管21的下管壁上连接有与排料管21相通的下料管22，排料管21中设置有活塞23；混料罐的下方设置有支撑组件3，支撑组件3上安装有电动缸24，电动缸24的活塞杆2401与活塞23相连，且活塞杆2401的运动方向沿着排料管21的中心轴线方向。

请参阅图5、图6、图7和图8，输出轴2401上沿着输出轴2401的长度方向设置有两个凹槽，两个凹槽中各设置有一个感应片25，电动缸24外壳体的上端侧壁上设置有安装板26，安装板26上设置有接近开关27，接近开关27可检测到两个感应片25，且当接近开关27检测到第一个感应片25时活塞23的上端面位于排料管21的上端口处，当接近开关27检测到第二个感应片25时下料管22通过排料管21与混料罐内部相连通，接近开关27与电动缸24的控制器电性相连。接近开关27检测到感应片25时，接近开关27向电动缸24的控制器发出信号，控制器控制电动缸24停止运行，需要电动缸24再次运行时，可通过手动按钮开关再次启动电动缸24即可。

请参阅图9和图10，支撑组件3包括第一平板30和第二平板31，第一平板30的上端面上竖直设置有两个固定伸缩杆32和两个移动伸缩杆33，四个伸缩杆分别位于同一个矩形的四个顶点上，第一平板30的上端面上设置有两个互相平行的矩形凹槽3001，移动伸缩杆33的下端设置于矩形凹槽3001中，移动伸缩杆33可沿着矩形凹槽3001的槽壁自由滑动，固定伸缩杆32和移动伸缩杆33内杆的顶端均设置有开口通槽，且开口通槽中铰接有转动块34，转动块34的上端与第二平板31的下端面固定相连；所示第一平板30的四角处各设置有一个螺纹通孔，各螺纹通孔中各安装有一个调节螺栓35，调节螺栓35起到补偿调节的作用，同时可使本支撑组件适用于高低不平的支撑面上。

排料孔设置有2-4个，且沿着混料罐1下端侧壁的圆周方向均匀设置，排料管21、下料管22、活塞23、电动缸24和支撑组件3均与排料口一一对应设置，设置多个排料孔，可使得排料速度更快。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。