專利名稱：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，一種采用顆粒增強(qiáng)的工藝制備復(fù)合材料的方法，特別適用于制造具有耐磨、耐熱、耐蝕等綜合性能的復(fù)合材料。
本發(fā)明的目的通過以下步驟實(shí)現(xiàn)制備泡沫塑料模，在鑄件需要制作復(fù)合材料的部位，將泡沫塑料模制作成分體式，其中至少一部分上制有溝槽。例如將泡沫塑料模分成兩部分(外層蓋板和本體)粘結(jié)，其中本體上制有溝槽；將混制好的增強(qiáng)顆粒填滿溝槽后，再將泡沫塑料模各部分粘結(jié)起來；泡沫塑料模上涂料、烘干、造型；抽真空澆注。
澆注時(shí)泡沫塑料模分解氣化，將增強(qiáng)顆粒分布于鐵水中，形成復(fù)合材料。本發(fā)明有以下優(yōu)化方案1、制備泡沫塑料模時(shí)，外層蓋板厚度控制在6~10mm，例如在8mm左右。太薄外層蓋板制作時(shí)易變形；太厚增強(qiáng)顆粒在鑄件表層分布不均勻；2、泡沫塑料模本體上溝槽的大小可根據(jù)鑄件厚薄、復(fù)合層特性及澆注溫度等確定。一般溝槽內(nèi)可容納的增強(qiáng)顆粒重量應(yīng)為鑄件復(fù)合層重量的0.8～1.2％，如鑄件厚100mm，復(fù)合層重量100Kg，則本體上溝槽體積之和為75cm3；如鑄件厚40mm，復(fù)合層重量100Kg，則本體上溝槽體積之和為50cm3等；本發(fā)明技術(shù)不僅可用于耐磨材料顆粒增強(qiáng)，也可用于耐熱及耐蝕材料顆粒增強(qiáng)，但增強(qiáng)顆粒與基體材料間需有良好的浸潤性、融合性。且本發(fā)明技術(shù)操作簡便，效果顯著，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、增強(qiáng)顆粒干態(tài)使用，無需加粘結(jié)劑，因而增強(qiáng)顆粒表面純潔，復(fù)合層質(zhì)量好，無夾雜、氣孔等缺陷；2、復(fù)合層厚度可達(dá)30mm，也可在任意局部位置進(jìn)行復(fù)合材料制備；3、利用泡沫塑料模在高溫分解時(shí)對周圍鐵水的“攪拌”作用，可使增強(qiáng)顆粒分布更為均勻。附圖3為復(fù)合耐磨層金相組織圖片，從圖中可看出，WC增強(qiáng)顆粒分布均勻，與基體組織融合良好。將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料與同成分高鉻鑄鐵進(jìn)行對比性能測試，結(jié)果如下1、硬度 2、耐磨性磨損測試在ML-10型銷盤式磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，載荷1700g。 測試結(jié)果表明，WC顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵復(fù)合材料的硬度比同成分高鉻鑄鐵硬度提高3~4HRC，耐磨性提高了一倍，復(fù)合層厚度可達(dá)30mm，獲得滿意的效果。


圖1為產(chǎn)品板錘結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為泡沫塑料模結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的截面圖；圖5為復(fù)合耐磨層金相組織圖片。
權(quán)利要求
1.一種顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，工作步驟如下制備泡沫塑料模，在鑄件需要制作復(fù)合材料的部位，將泡沫塑料模制作成分體式，其中至少一部分上制有溝槽將混制好的增強(qiáng)顆粒填滿溝槽后，再將泡沫塑料模各部分粘結(jié)起來泡沫塑料模上涂料、烘干、造型抽真空澆注。
2.按照權(quán)利要求1所述的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，其特征是所說的分體式泡沫塑料模，是指將泡沫塑料模分成兩部分外層蓋板和本體，其中本體上制有溝槽。
3.按照權(quán)利要求2所述的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，其特征是制備泡沫塑料模時(shí)，其中外層蓋板的厚度控制在6~10mm。
4.按照權(quán)利要求3所述的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，其特征是制備泡沫塑料模時(shí)，其中外層蓋板的厚度控制在8mm。
5.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，其特征是溝槽內(nèi)容納的增強(qiáng)顆粒重量為鑄件復(fù)合層重量的0.8～1.2％。
全文摘要
顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的鑄造方法,用于制備耐磨耐熱、耐磨耐蝕等復(fù)合材料。工作步驟為:1、制備泡沫塑料模,在鑄件需要制作復(fù)合材料的部位,將模制作成兩部分粘結(jié),其中之一制有溝槽;2、將混制好的增強(qiáng)顆粒填滿溝槽后,再將模的兩部分粘結(jié)起來;3、上涂料、烘干、造型;4、抽真空澆注。本發(fā)明利用消失模負(fù)壓鑄造工藝特點(diǎn),可方便地在鑄件局部進(jìn)行復(fù)合材料制備。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、增強(qiáng)顆粒干態(tài)使用,無需加粘結(jié)劑,因而增強(qiáng)顆粒表面純潔,復(fù)合層質(zhì)量好,無夾雜、氣孔等缺陷;2、復(fù)合層厚度可達(dá)30mm,也可在任意局部位置進(jìn)行復(fù)合材料制備;3、利用泡沫塑料模在高溫分解時(shí)對周圍鐵水的“攪拌”作用,可使增強(qiáng)顆粒分布更為均勻。
文檔編號B22C9/00GK1383945SQ0211306
公開日2002年12月11日 申請日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者宋潤澤, 丁麗, 劉懷鈞 申請人:江蘇省機(jī)電研究所有限公司