專利名稱：一種球墨鑄鐵基復(fù)合材料制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種球墨鑄鐵基復(fù)合材 料制備方法。
背景技術(shù)：
球墨鑄鐵是一種廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、電力、建筑、機(jī)械、煤碳、汽 車等行業(yè)的常用金屬材料，由于具有較高的碳含量，經(jīng)過孕育和球化處理后， 碳以球狀或蠕蟲狀石墨形態(tài)分布在組織中，使球墨鑄鐵有較好的強(qiáng)度和韌
性。但由于球墨鑄鐵中缺少碳化物等硬質(zhì)相，其宏觀硬度只有HRC35左右， 所以球墨鑄鐵不能抵制磨損工況條件下，磨料對零件表面的切削磨損作用， 這使得球墨鑄鐵很難應(yīng)用到受磨損的設(shè)備零件上，極大地限制了其使用范 圍。
目前生產(chǎn)上提高球墨鑄鐵耐磨性方面，通過加入合金元素或熱處理，獲 得貝氏體、馬氏體等組織，只能微量提高耐磨性，仍舊不能使球墨鑄鐵廣泛 應(yīng)用于磨損領(lǐng)域；近年來出現(xiàn)了陶瓷顆粒增強(qiáng)的復(fù)合制備工藝，例如用碳化 鎢或氮化鈦顆粒放置在鑄型底部，然后再澆入球墨鑄鐵，但制備工藝難以穩(wěn) 定控制，增強(qiáng)顆粒分布不均勻，仍舊難以獲得增強(qiáng)體分布均勻的整體抗磨球 墨鑄鐵。也有將碳化鎢等硬質(zhì)顆粒用粘結(jié)劑固化成形，放入鑄型內(nèi)，然后澆 注金屬液，使硬質(zhì)顆粒與金屬液互相滲透熔合，但由于粘結(jié)劑在高溫下分解 產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致復(fù)合層內(nèi)部形成許多氣孔，效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種球墨鑄鐵基復(fù)合材料制備方法，采用該方 法制備的球墨鑄鐵基復(fù)合材料是在球墨鑄鐵基體中形成網(wǎng)狀碳化鎢硬質(zhì)相，并與球墨鑄鐵有效結(jié)合為一體，充分發(fā)揮了硬質(zhì)相的高耐磨特性，也保留了 基體金屬的良好韌性，從而達(dá)到最佳的性能匹配，可制作成多種結(jié)構(gòu)形狀的 產(chǎn)品，開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案 一種球墨鑄鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，首先用鎢絲編織鎢絲網(wǎng)；
步驟二，將編織的鎢絲網(wǎng)裁剪、巻制或疊加，預(yù)制成一定結(jié)構(gòu)； 步驟三，將預(yù)制的鴇絲網(wǎng)預(yù)置在鑄型的型腔中；
步驟四，將冶煉的液態(tài)液態(tài)球墨鑄鐵按鑄造方法把液態(tài)球墨鑄鐵澆入鑄 型中，使液態(tài)球墨鑄鐵完全埋沒鎢絲網(wǎng)；
步驟五，鑄型經(jīng)冷卻、脫型清理后，即可得到球墨鑄鐵基復(fù)合材料。 采用本發(fā)明的方法制備的球墨鑄鐵基復(fù)合材料，能夠在鎢絲網(wǎng)的位置， 通過鴇絲網(wǎng)中的鉤與球墨鑄鐵中的碳發(fā)生原位反應(yīng)，獲得分布均勻的碳化鴇 硬質(zhì)相。該材料充分發(fā)揮了碳化鴇硬質(zhì)相的高耐磨性能和球墨鑄鐵的良好韌 性，硬質(zhì)相排列有序，分布均勻，調(diào)控方便，工藝可靠，可廣泛應(yīng)用于礦山、 電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領(lǐng)域。可生產(chǎn)各種形狀、任何大小規(guī)格的耐 磨零件。


圖1為本發(fā)明的流程圖； 圖2為落料襯板截面下面結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明的球墨鑄鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟 步驟一，首先用鎢絲編織鎢絲網(wǎng)；
步驟二，將編織的鎢絲網(wǎng)裁剪、巻制或疊加，預(yù)制成一定結(jié)構(gòu)；步驟三，將預(yù)制的鎢絲網(wǎng)預(yù)置在鑄型的型腔中；
步驟四，將冶煉的液態(tài)液態(tài)球墨鑄鐵按鑄造方法把液態(tài)球墨鑄鐵澆入鑄 型中，使液態(tài)球墨鑄鐵完全埋沒鎢絲網(wǎng)；
步驟五，鑄型經(jīng)冷卻、脫型清理后，即可得到球墨鑄鐵基復(fù)合材料。 上述鉤絲直徑為0.1mm 2.5mm。
上述鎢絲網(wǎng)編織成單層或多層，鎢絲間距為0.2 10mrn，也可根據(jù)工況 需要適當(dāng)調(diào)整鎢絲間距。
以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，需要說明的是,本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。 實(shí)施例l:制作復(fù)合材料落料襯板
本實(shí)施例按照下述步驟進(jìn)行
(1) 用鎢絲編織鎢絲網(wǎng)1,鎢絲直徑為O.lmm，鎢絲網(wǎng)編織成單層， 鉤絲間距為0.2mm;
(2) 鎢絲網(wǎng)1按落料襯板長寬規(guī)格裁剪成矩形；
(3) 把裁剪好的鎢絲網(wǎng)1放置入水玻璃砂型底部，鎢絲網(wǎng)的放置厚度 為落料襯板總厚度的二分之一；
(4) 冶煉球墨鑄鐵2，得到液態(tài)球墨鑄鐵；
(5) 采用重力鑄造方法把液態(tài)球墨鑄鐵2澆入鑄型。脫型清理后，即 可獲得耐磨落料襯板。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是，鎢絲直徑為lmm，鉤絲網(wǎng)編織成多 層，鎢絲間距為5mm;其余同實(shí)施例l。 實(shí)施例3:
本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是，鎢絲直徑為2.5mm,鉤絲網(wǎng)編織成多 層，鎢絲間距為10mm;其余同實(shí)施例l。
當(dāng)然，根據(jù)工件的要求和工況環(huán)境，還可以采用離心鑄造、真空吸鑄或壓力鑄造方法，既可以把鎢絲網(wǎng)放置于鑄型的局部，澆注球墨鑄鐵后獲得局
部耐磨的零件，復(fù)合層厚度可根據(jù)工況要求任意調(diào)整；也可以把鎢絲網(wǎng)放置 于整個鑄型型腔中，澆注球墨鑄鐵后獲得整體耐磨的零件，工藝可控性強(qiáng)。 采用本發(fā)明的方法制備球墨鑄鐵基復(fù)合材料機(jī)理是，網(wǎng)狀鎢絲中的鎢元 素與球墨鑄鐵中的碳元素在高溫下發(fā)生原位反應(yīng)，自然生成碳化鎢硬質(zhì)相， 與球墨鑄鐵基體結(jié)合成一體，獲得的復(fù)合材料既保留了球墨鑄鐵的良好韌 性，又有了碳化鎢硬質(zhì)相的高耐磨性。鎢絲網(wǎng)排列有序，使反應(yīng)后生成的碳 化鎢硬質(zhì)相均勻分布于球墨鑄鐵內(nèi)，解決了顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備 中，增強(qiáng)體分布不均勻的難題。其方法可控性強(qiáng)，操作簡單方便，成品率高。
權(quán)利要求
1、一種球墨鑄鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，首先用鎢絲編織鎢絲網(wǎng)；步驟二，將編織的鎢絲網(wǎng)裁剪、卷制或疊加，預(yù)制成一定結(jié)構(gòu)；步驟三，將預(yù)制的鎢絲網(wǎng)預(yù)置在鑄型的型腔中；步驟四，將冶煉的液態(tài)球墨鑄鐵按鑄造方法把液態(tài)球墨鑄鐵澆入鑄型中，使液態(tài)球墨鑄鐵完全埋沒鎢絲網(wǎng)；步驟五，鑄型經(jīng)冷卻、脫型清理后，即可得到球墨鑄鐵基復(fù)合材料。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鎢絲直徑為O.lmm 2.5mrn。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的鎢絲網(wǎng)編織成單層或多層，鉤絲間距為0.2mm 10mm，或者根據(jù)工況需要適當(dāng)調(diào)整鎢絲間距。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種球墨鑄鐵基復(fù)合材料制備方法，該方法將鎢絲編織成一定規(guī)格的鎢絲網(wǎng)，并經(jīng)過裁剪、卷制或疊加制成一定結(jié)構(gòu)，預(yù)置在鑄型型腔中；冶煉球墨鑄鐵，得到液態(tài)球墨鑄鐵澆入鑄型中，冷卻清理后得到球墨鑄鐵基復(fù)合材料。采用本發(fā)明的方法制備的球墨鑄鐵基復(fù)合材料，能夠在鎢絲網(wǎng)的位置，通過鎢絲網(wǎng)中的鎢與球墨鑄鐵中的碳發(fā)生原位反應(yīng)，獲得分布均勻的碳化鎢硬質(zhì)相。該材料充分發(fā)揮了碳化鎢硬質(zhì)相的高耐磨性能和球墨鑄鐵的良好韌性，硬質(zhì)相排列有序，分布均勻，調(diào)控方便，工藝可靠，可廣泛應(yīng)用于礦山、電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領(lǐng)域。可生產(chǎn)各種形狀、任何大小規(guī)格的耐磨零件。
文檔編號B22D19/16GK101406947SQ20081023231
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者付永紅, 岑啟宏, 許云華, 阮曉光 申請人:西安建筑科技大學(xué)