一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置及方法，屬于抗耐磨材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】；本發(fā)明所述裝置包括凸臺的型腔、內(nèi)石英管、EPS泡沫、預(yù)制層、金屬網(wǎng)、石英砂、金屬網(wǎng)、橡皮塞、直角石英管、砂型、外石英管、真空表、真空閥、真空泵；本發(fā)明借助真空密封技術(shù)，提高金屬液的充型能力，以利于金屬液在增強顆粒間的滲透，從而獲得更厚更致密的復(fù)合層，使制備的顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料具有較高的增強體體積分?jǐn)?shù)，較均勻的增強體分布以及優(yōu)異的抗沖擊磨損性能；本發(fā)明所述方法金屬液充型能力強、顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的表面復(fù)合厚度厚的特點；本發(fā)明方法不僅適用于制備一般顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，還適用于制備對復(fù)合材料幾何尺寸要求較高的力學(xué)測試材料的制備。
【專利說明】一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置及方法，屬于抗耐磨材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對材料的耐磨性能要求越來越高，冶金、礦山、建材、電力、化工、煤炭和農(nóng)業(yè)等部門分別要用到礦山機械、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、和各種破碎粉磨機械，這些機械設(shè)備的易損件收到砂石、土壤等各種物料盒研磨體的磨損，每年要消耗大量金屬。根據(jù)不完全統(tǒng)計，能源的1/3?2/3消耗于摩擦與磨損；對材料來說，約80%的零件失效是由于磨損引起的，其中以磨料而失效的約占50%，據(jù)統(tǒng)計我國用于磨料磨損工況的耐磨鋼鐵件，每年要消耗200多萬噸；由此，開發(fā)研制出一種能在磨損工況下，具有長使用壽命的新材質(zhì)顯得極為重要。
[0003]鑄滲工藝是將合金粉末或陶瓷顆粒等預(yù)先固定在型壁的特定位置上，然后通過澆注使鑄件表面具有特殊的組織和性能，該工藝是一種表面處理與成型相結(jié)合的工藝。該方法簡單易行，無需專門的處理設(shè)備，表面處理層具有一定厚度，生產(chǎn)周期短，零件不變形，具有其它工藝方法無法比擬的優(yōu)點，是提高鑄件表面耐磨、耐蝕、耐高溫等性能的有效途徑。自此方法出現(xiàn)以后，得到了不斷的發(fā)展，尤其是在二十世紀(jì)九十年代以后，鑄滲法制備復(fù)合材料收到人們的青睞。
[0004]目前，利用鑄滲方法制備表面復(fù)合材料的方法主要有以下幾種:(I)普通鑄滲方法；(2)離心鑄滲方法；(3) V法鑄滲工藝；(4)實型鑄滲工藝(EPC) ；(5)真空實行鑄滲工藝(V-EPC)。在這些工藝中，前四種工藝存在著鑄件表面質(zhì)量差，尺寸精度低，容易出現(xiàn)氣孔或夾雜等缺陷，并且各自表面復(fù)合層厚度較薄，而真空實型鑄滲工藝制備出的材料雖較前四種工藝相比氣孔、夾雜減少，尺寸精度提高、表面質(zhì)量也有一定的提升，但目前其復(fù)合層厚度只有:T5mm厚，若要測試復(fù)合層的力學(xué)性能，則無法滿足各種力學(xué)性能測試中國標(biāo)對材料的尺寸要求，基于此，真空實型鑄造碳化鎢增強金屬表層復(fù)合材料的裝置及方法很好的解決了材料復(fù)合層厚度薄的問題，使用該裝置方法制備的顆粒增強表層復(fù)合材料的厚度達到17mm，滿足了目前目前各種力學(xué)測試中對復(fù)合層材料尺寸的要求，此種方法對于材料性能測試研究具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，該裝置包括帶凸臺的型腔1、內(nèi)石英管2、EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7、橡皮塞I 8、直角石英管9、砂型10、橡膠塞II 11、外石英管12、真空泵13、真空表14、真空閥15，帶凸臺的型腔I位于砂型10上和砂型10連成一體；帶凸臺的型腔I與內(nèi)石英管2相連接，石英管2內(nèi)依次放入EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7，內(nèi)石英管2的下端用橡皮塞I 8密封；直角石英管9的一端和橡皮塞I 8密封連接、另一端和橡皮塞II11密封連接；外石英管12的一端用橡皮塞II 11密封，另一端與真空泵13連接，真空表14、真空閥15豎直安裝在真空泵13的上方。
[0006]本發(fā)明所述EPS泡沫3的厚度為5?10mm、預(yù)制層4的厚度為15?25mm、石英砂6的厚度為10?15mm。
[0007]本發(fā)明所述金屬網(wǎng)I 5為的150μπι以上的金屬網(wǎng)，石英砂6顆粒大小為600?850 μ mD
[0008]本發(fā)明所述帶凸臺的型腔(I)圓柱的直徑為Φ120?Φ 160mm、高度為18(T280mm，凸臺長為50?60mm、寬為50?60mm、高為8?15mm。
[0009]本發(fā)明所述內(nèi)石英管2豎放，垂直于帶凸臺型腔I的底面，使其在澆注中獲得一個更大的壓頭高度從而獲得更大的鑄滲力。
[0010]本發(fā)明所述砂型10通過以下方法制備得到:首先砂箱底部鋪上一層4(T50mm厚的造型砂，將除真空泵外的真空實型鑄滲裝置安放在砂箱中底部造型砂上的預(yù)定位置，在裝置豎直方向上方放置帶凸臺的型腔木模，然后再用水玻璃砂進行造型，將預(yù)先放置有真空實型鑄滲裝置及帶凸臺的型腔木模的砂箱用水玻璃砂填滿，外石英管與真空泵相連，在填滿并緊實造型砂后，拿出帶凸臺的型腔木模，吹入二氧化碳氣體，使二氧化碳與水玻璃反應(yīng)，實現(xiàn)砂型的固化，從而完成造型。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提供所述的制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置用于制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，具體包括以下步驟:
(O將增強顆粒和金屬粉末進行混合，將混合均勻的粉末放入內(nèi)石英2管中，完成預(yù)制層的制備，混合過程可以使用行星式球磨機，球磨機中球料質(zhì)量比3:1，大小球個數(shù)比1:4?1:7 ;
(2)使用真空泵13對真空吸鑄鑄滲裝置進行抽氣，使內(nèi)石英管2及外石英管12里面的真空度為0.065?0.075MPa ；
(3)將基材金屬液加入帶凸臺的型腔I中，通過真空產(chǎn)生的吸力、金屬液的重力以及金屬液對碳化鎢的潤濕，使金屬液被吸進包含碳化鎢顆粒的預(yù)置體中，待鑄型冷卻后，即得顆粒增強復(fù)合材料；
(4)在澆鑄結(jié)束后真空泵13持續(xù)抽氣疒5min，在澆注完基體金屬液進入帶凸臺的型腔I后獲得持續(xù)的鑄滲充型能力，澆鑄過程中產(chǎn)生的氣體將隨著真空泵13的持續(xù)抽氣排出鑄型中，獲得組織均勻缺陷較少的復(fù)合材料，并在鑄型表面鋪撒保溫覆蓋劑，提高型腔中基體金屬液的保溫效果，從而提高復(fù)合材料的復(fù)合效果。
[0012]本發(fā)明所述基體金屬為鑄鐵或鑄鋼，所述增強顆粒為三氧化二鋁、碳化硅、碳化鈦、硬質(zhì)陶瓷、碳化鎢中的一種或多種按任意比例混合，顆粒粒徑為150?630 μ m。
[0013]本發(fā)明所述真空閥15，通過真空閥調(diào)節(jié)真空泵真空值的大小，來調(diào)節(jié)金屬液的充型能力，從而調(diào)節(jié)復(fù)合層的厚度，并且通過真空值讀數(shù)大小來表征復(fù)合層的厚度。
[0014]本發(fā)明所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置的組裝過程包括以下步驟:
(1)用透明膠封住內(nèi)石英管2的一端，然后依次放入EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I5、石英砂；
(2)再用金屬網(wǎng)II7封住石英砂，使石英砂保持層狀，不松散； (3)利用直角石英管9及橡膠塞將內(nèi)石英管和外石英管相連接，直角石英管9兩端分別與金屬網(wǎng)I 5和橡膠塞相接觸，防止預(yù)制層與石英砂發(fā)生松動；
(4)橡膠塞和外石英管12連接，橡膠塞中從外石英管12往真空泵方向分別依次連接真空儀表14、帶刻度尺寸的真空閥15，橡膠塞最終一端密封連接在外石英管，一端連接在真空泵13中。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明借助真空密封技術(shù)，將卷入的空氣和泡沫塑料在澆注過程中因汽化而產(chǎn)生的氣體抽走，提高了金屬液的充型能力，以利金屬液在顆粒間的滲透，從而獲得更厚更致密的復(fù)合層，增強體的體積分?jǐn)?shù)高，使復(fù)合材料的綜合性能得到較大的提高；
(2)利用本發(fā)明制備的復(fù)合層厚度可達17mm，使顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料在現(xiàn)今的工況中能具有更好的耐磨性，適用于各種力學(xué)測試試樣的制備，滿足其尺寸方面的要求；
(3)本發(fā)明中帶凸臺的型腔的設(shè)置使得在取樣、切割復(fù)合材料試樣的時候沿著凸臺切害IJ，整個取樣切割過程方便、快捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所述實施實例I中碳化鎢顆粒增強金屬基復(fù)合材料(a)宏觀界面金相圖、(b)復(fù)合層中部金相圖。
[0017]圖中:1_帶凸臺的型腔，2-內(nèi)石英管，3-EPS泡沫，4-預(yù)制層，5-金屬網(wǎng)I，6_石英砂，7-金屬網(wǎng)II，8-橡皮塞I，9-直角石英管，10-砂型，11-橡膠塞II，12-外石英管，13-真空泵，14-真空表，15-真空閥。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0019]實施例1
本實施例所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置包括帶凸臺的型腔1、內(nèi)石英管2、EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7、橡皮塞I 8、直角石英管9、砂型10、橡膠塞II 11、外石英管12、真空泵13、真空表14、真空閥15，帶凸臺的型腔I位于砂型10上和砂型10連成一體；帶凸臺的型腔I與內(nèi)石英管2相連接，石英管2內(nèi)依次放入EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7，內(nèi)石英管2的下端用橡皮塞I 8密封；直角石英管9的一端和橡皮塞I 8密封連接、另一端和橡皮塞II 11密封連接；外石英管12的一端用橡皮塞II 11密封，另一端與真空泵13連接，真空表14、真空閥15豎直安裝在真空泵13的上方，如圖1所示。
[0020]本實施例所述EPS泡沫3的厚度為5mm、預(yù)制層4的厚度為15mm、石英砂6的厚度為1mm ;金屬網(wǎng)I 5為的150 μ m金屬網(wǎng)，石英砂6顆粒大小為2000 μ m ;所述帶凸臺的型腔
(I)圓柱的直徑為Φ 140mm、高度為220mm,凸臺長為55mm、寬為55mm、高為11mm。
[0021]本實施例所述砂型10通過以下方法制備得到:首先砂箱底部鋪上一層40mm厚的造型砂，將除真空泵外的真空實型鑄滲裝置安放在砂箱中底部造型砂上的預(yù)定位置，在裝置豎直方向上方放置帶凸臺I的型腔木模，然后再用水玻璃砂進行造型，將預(yù)先放置有真空實型鑄滲裝置及帶凸臺的型腔木模的砂箱用水玻璃砂填滿，外石英管12與真空泵13相連，在填滿并緊實造型砂后，拿出帶凸臺的型腔I木模，吹入二氧化碳氣體，使二氧化碳與水玻璃反應(yīng)，實現(xiàn)砂型的固化，從而完成造型。
[0022]本實施例所述的制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置用于制備碳化鎢顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)將粒度為250?425μ m的碳化鎢顆粒和粒度為150 μ mNi6025WC粉末裝入行星式球磨機將顆粒和粉末進行混合，設(shè)定球磨機轉(zhuǎn)速為100 r/min,混粉時間為30min,球料質(zhì)量比3:1，大小球個數(shù)比1:6，在混合粉末中碳化鎢顆粒60%?80%，Ni6025WC粉末20%?40%，所述Ni6025WC粉末為65%鎳包合金和35%WC的混合粉末；將混合均勻的粉末放入內(nèi)石英管2中，完成預(yù)制層的制備；
(2)使用真空泵13對真空吸鑄鑄滲裝置進行抽氣，使內(nèi)石英管2及外石英管12里面的真空度為0.065?0.075MPa ；
(3)使用中頻爐對配置的鑄鋼進行熔煉，鑄鋼金屬液從中頻爐的孕育溫度為1620°C，澆注前測得在澆包中的澆注溫度為1580°C ；
(4)將鑄鋼金屬液加入帶凸臺的型腔I中，使金屬液被吸進包含碳化鎢顆粒的預(yù)置體中，待鑄型冷卻后，即得顆粒增強復(fù)合材料；
(5)在澆鑄結(jié)束后真空泵13持續(xù)抽氣3min，并在鑄型表面鋪撒保溫覆蓋劑；
本實施例制備得到的碳化鎢顆粒增強表層復(fù)合材料尺寸為05OX 17mm，符合力學(xué)性能測試試樣尺寸要求，經(jīng)過壓縮測試，得到壓縮屈服強度為847MPa，抗壓強度為1215.03MPa。
[0023]本實施例制備得到的碳化鎢顆粒增強表層復(fù)合材料的金相圖如圖2所示，其中圖Ca)是宏觀界面(鋼和復(fù)合層之間的結(jié)合界面)的金相圖，圖(b)是復(fù)合層中部(碳化鎢顆粒與鋼之間的結(jié)合界面)金相圖，由圖(a)可以看出復(fù)合層與鑄鋼金屬液的界面結(jié)合情況良好，形成了明顯的過渡界面，由圖(b)可以看出碳化鎢增強顆粒比較均勻的分布于鋼液中，顆粒與鋼液結(jié)合情況良好，無團聚現(xiàn)象出現(xiàn)，制備的材料符合力學(xué)性能測試的要求。
[0024]實施例2
本實施例所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置包括帶凸臺的型腔1、內(nèi)石英管2、EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7、橡皮塞I 8、直角石英管9、砂型10、橡膠塞II 11、外石英管12、真空泵13、真空表14、真空閥15、，帶凸臺的型腔I位于砂型10上和砂型10連成一體；帶凸臺的型腔I與內(nèi)石英管2相連接，石英管2內(nèi)依次放入EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7，內(nèi)石英管2的下端用橡皮塞I 8密封；直角石英管9的一端和橡皮塞I 8密封連接、另一端和橡皮塞II 11密封連接；外石英管12的一端用橡皮塞II 11密封，另一端與真空泵13連接，真空表14、真空閥15豎直安裝在真空泵13的上方，如圖1所示。
[0025]本實施例所述EPS泡沫3的厚度為5mm、預(yù)制層4的厚度為15mm、石英砂6的厚度為1mm ;金屬網(wǎng)I 5為的150 μ m金屬網(wǎng)，石英砂6顆粒大小為2000 μ m ;所述帶凸臺的型腔
(I)圓柱的直徑為Φ 160mm、高度為280mm,凸臺長為60mm、寬為60mm、高為15mm。
[0026]本實施例所述砂型10通過以下方法制備得到:首先砂箱底部鋪上一層40mm厚的造型砂，將除真空泵外的真空實型鑄滲裝置安放在砂箱中底部造型砂上的預(yù)定位置，在裝置豎直方向上方放置帶凸臺I的型腔木模，然后再用水玻璃砂進行造型，將預(yù)先放置有真空實型鑄滲裝置及帶凸臺的型腔木模的砂箱用水玻璃砂填滿，外石英管12與真空泵13相連，在填滿并緊實造型砂后，拿出帶凸臺的型腔I木模，吹入二氧化碳氣體，使二氧化碳與水玻璃反應(yīng)，實現(xiàn)砂型的固化，從而完成造型。
[0027]本實施例所述的制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置用于制備碳化硅顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)取粒徑為50(Γ630μ m的碳化硅顆粒和粒徑為60 μ m的鉻粉裝入行星式球磨機將顆粒和粉末進行混合,設(shè)定球磨機轉(zhuǎn)速為100 r/min,混粉時間為30min,球料質(zhì)量比3:1,大小球個數(shù)比1:5，在混合粉末中碳化硅顆粒為40%，鉻粉為1.5%，其余用EPS顆粒填充，將混合均勻的粉末和EPS顆粒放入內(nèi)石英管中，完成預(yù)制層的制備；
(2)使用真空泵對真空吸鑄鑄滲裝置進行抽氣，使內(nèi)石英管2及外石英管12里面的真空度為 0.065?0.075MPa ；
(3)使用中頻爐將配置的鑄鋼進行熔煉，鑄鋼金屬液從中頻爐的孕育溫度為1620°C，澆注前測得在澆包中的澆注溫度為1560°C ；
(4)將鑄鋼金屬液加入帶凸臺的型腔I中，使金屬液被吸進包含碳化鎢顆粒的預(yù)置體中，待鑄型冷卻后，即得顆粒增強復(fù)合材料；
(5)在澆鑄結(jié)束后真空泵13持續(xù)抽氣3min，并在鑄型表面鋪撒保溫覆蓋劑；
本實施例制備得到的碳化硅顆粒增強表層復(fù)合材料尺寸為05OX12mm，符合力學(xué)性能測試試樣尺寸要求。
[0028]實施例3
本實施例所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置包括帶凸臺的型腔1、內(nèi)石英管2、EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7、橡皮塞I 8、直角石英管9、砂型10、橡膠塞II 11、外石英管12、真空泵13、真空表14、真空閥15、，帶凸臺的型腔I位于砂型10上和砂型10連成一體；帶凸臺的型腔I與內(nèi)石英管2相連接，石英管2內(nèi)依次放入EPS泡沫3、預(yù)制層4、金屬網(wǎng)I 5、石英砂6、金屬網(wǎng)II 7，內(nèi)石英管2的下端用橡皮塞I 8密封；直角石英管9的一端和橡皮塞I 8密封連接、另一端和橡皮塞II 11密封連接；外石英管12的一端用橡皮塞II 11密封，另一端與真空泵13連接，真空表14、真空閥15豎直安裝在真空泵13的上方，如圖1所示。
[0029]本實施例所述EPS泡沫3的厚度為5mm、預(yù)制層4的厚度為15mm、石英砂6的厚度為1mm ;金屬網(wǎng)I 5為的150 μ m金屬網(wǎng)，石英砂6顆粒大小為2000 μ m,所述帶凸臺的型腔
(I)圓柱的直徑為Φ 120mm、高度為180mm,凸臺長為50mm、寬為50mm、高為8mm。
[0030]本實施例所述砂型10通過以下方法制備得到:首先砂箱底部鋪上一層40mm厚的造型砂，將除真空泵外的真空實型鑄滲裝置安放在砂箱中底部造型砂上的預(yù)定位置，在裝置豎直方向上方放置帶凸臺I的型腔木模，然后再用水玻璃砂進行造型，將預(yù)先放置有真空實型鑄滲裝置及帶凸臺的型腔木模的砂箱用水玻璃砂填滿，外石英管12與真空泵13相連，在填滿并緊實造型砂后，拿出帶凸臺的型腔I木模，吹入二氧化碳氣體，使二氧化碳與水玻璃反應(yīng)，實現(xiàn)砂型的固化，從而完成造型。
[0031]本實施例所述的制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置用于制備氧化鋁顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，其特征在于，具體包括以下步驟:
(I)取粒徑為850 μ m的氧化鋁顆粒、粒徑為75 μ m的碳化硼粉末裝入行星式球磨機將顆粒和粉末進行混合,設(shè)定球磨機轉(zhuǎn)速為100 r/min,混粉時間為30min,球料質(zhì)量比3:1,大小球個數(shù)比1: 6，在混合粉末中氧化鋁顆粒為30°/Γ35%，碳化硼為3°/Γ5%，其余為EPS顆粒，將混合均勻的粉末及EPS顆粒放入內(nèi)石英管中，完成預(yù)制層的制備；
(2 )使用真空泵12對真空吸鑄鑄滲裝置進行抽氣，使內(nèi)石英管2及外石英管11里面的真空度為0.065?0.075MPa ；
(3)使用中頻爐將配置的鑄鋼進行熔煉，鑄鋼金屬液從中頻爐的孕育溫度為1610°C，澆注前測得在澆包中的澆注溫度為1550°C ；
(4)將鑄鋼金屬液加入帶凸臺的型腔I中，使金屬液被吸進包含碳化鎢顆粒的預(yù)置體中，待鑄型冷卻后，即得顆粒增強復(fù)合材料；
(5)在澆鑄結(jié)束后真空泵13持續(xù)抽氣3min，并在鑄型表面鋪撒保溫覆蓋劑。
[0032]本實施例制備得到的氧化鋁顆粒增強表層復(fù)合材料尺寸為05OX16mm，符合力學(xué)性能測試試樣尺寸要求。
【權(quán)利要求】
1.一種制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，其特征在于:該裝置包括帶凸臺的型腔(I)、內(nèi)石英管(2)、EPS泡沫(3)、預(yù)制層(4)、金屬網(wǎng)I (5)、石英砂(6)、金屬網(wǎng)II (7)、橡皮塞I (8)、直角石英管(9)、砂型(10)、橡膠塞II (11)、外石英管(12)、真空泵(13)、真空表(14)、真空閥(15),帶凸臺的型腔(I)位于砂型(10)上和砂型(10)連成一體；帶凸臺的型腔(I)與內(nèi)石英管(2)相連接，石英管(2)內(nèi)依次放入EPS泡沫(3)、預(yù)制層(4)、金屬網(wǎng)I (5)、石英砂(6)、金屬網(wǎng)II (7)，內(nèi)石英管(2)的下端用橡皮塞I (8)密封；直角石英管(9)的一端和橡皮塞I (8)密封連接、另一端和橡皮塞II (11)密封連接；外石英管(12)的一端用橡皮塞II (11)密封，另一端與真空泵(13)連接，真空表(14)、真空閥(15)豎直安裝在真空泵(13)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，其特征在于:所述EPS泡沫(3)的厚度為5?10mm、預(yù)制層(4)的厚度為15?25mm、石英砂(6)的厚度為l(Tl5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，其特征在于:所述金屬網(wǎng)I (5)為的150 μ m以上的金屬網(wǎng)，石英砂(6)顆粒大小為60(Γ850 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管(2)豎放，垂直于帶凸臺型腔(I)的底面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置，其特征在于:所述帶凸臺的型腔(I)圓柱的直徑為Φ120?Φ 160mm、高度為180?280mm,凸臺長為50?60mm、寬為50?60mm、高為8?15mm。
6.權(quán)利要求1所述的制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料的裝置用于制備顆粒增強金屬基表面復(fù)合材料，其特征在于，具體包括以下步驟: (I)將增強顆粒和金屬粉末進行混合，將混合均勻的粉末放入內(nèi)石英管(2)中，完成預(yù)制層的制備； (2 )使用真空泵(13 )對真空吸鑄鑄滲裝置進行抽氣，使內(nèi)石英管(2 )及外石英管(11)里面的真空度為0.065?0.075MPa ； (3)使用中頻爐將配置的基材進行熔煉，基體金屬液從中頻爐的孕育溫度為160(Tl650°C，澆注前澆包中的澆注溫度為154(Tl590°C ； (4)將基材金屬液加入凸臺的型腔(I)中，使金屬液被吸進包含碳化鎢顆粒的預(yù)置體中，待鑄型冷卻后，即得顆粒增強復(fù)合材料； (5)在澆鑄結(jié)束后真空泵(13)持續(xù)抽氣2?5min，并在鑄型表面鋪撒保溫覆蓋劑。
【文檔編號】B22D18/06GK104209496SQ201410352657
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】李祖來, 馮志揚, 蔣業(yè)華, 山泉, 黃浩科, 潘偉, 畢金鳳, 韋賀 申請人:昆明理工大學(xué)