CN1118813A - Ai2O3颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法 - Google Patents

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田薇
吴润
王翔
许承惠
李森蓉
王爱华
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Wuhan Iron And Steel Corp Powder Metallurgy Co
Wuhan Iron & Steel College
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Abstract

本发明属一种耐磨复合材料的制造方法。选用铁粉、石墨和刚玉粉末(或短纤维)作原料，与含Si的无机粘结剂混合、压制成型，在纯H2或分解氨保护下烧结而成。该粘结剂物质在强化相Al2O3颗粒与基体之间形成一种对两者都浸润的中间相。其硬度处于两者之间，使三者的硬度成梯度分布，提高了结合强度，进而提高了材料的耐磨性和高温蠕变强度。该方法工艺简单，成本低，可用于一般民用结构件的生产。

Description

A2O3颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法
本发明属于一种铁基复合材料的制造方法，尤其是涉及一种颗粒(或短纤维)增强铁基的复合材料。
目前的颗粒(或短纤维)增强铁基复合材料的制造方法，是采用Al2O3颗粒与不锈钢或高速钢基的机械复合。例如：日本专利昭62—238348和文献S.K.Mukherjee et al，Sintering of 434L Fe-rritic Stainless Steel Containing Al2O3 Particles.The In-ternational.Journal of Powder Metallurgy and Powder Technology.1983，vol 19，No.4，289～298.Al2O3与钢基不浸润，仅靠颗粒弥散于基体中，属一种机械式包覆，其结合能力差，易于脱落。因而复合效果及耐磨性能不佳。另外，不锈钢粉和高速钢粉价格昂贵，材料成本高。
本发明的目的是提供一种结合牢固、价格低廉及性能优良的耐磨复合材料。为完成上述任务，本发明所采用的技术方案是：用工业上使用的还原铁粉、石墨和刚玉粉末或短纤维作原料。
使用的还原铁粉粒度为-80～-100目，刚玉粉的粒度为小于280目。其配比是：刚玉粉3～15％Wt，石墨为0.5～3％Wt，其余为还原铁粉。
加入含Si的无机粘结剂，在研磨机中混研均匀，再在500～700MPa压力下压制成形。
将压坯在100～200℃的炉温下烘干，再在1200～1500℃用纯H2或分解氨保护气氛下烧结40～180分钟。烧结后的制品。还可进行淬火＋回火处理工艺，进一步提高制品的硬度，抗拉强度及耐磨性。
由于采用以上技术方案，本发明具有如下的特点：采用工业上常用的还原铁粉及刚玉粉，其来源丰富，价格低廉。用粉末冶金法制备，工艺简单，制品只需进行磨削等精加工或直接投入使用，节约原材料及能源(相对于冶炼法)，材料的复合效果好，耐磨性能优良；并能通过淬火回火工艺，进一步改善其性能；材料的使用范围广，可用于普通民用结构件的制造，尤其是要求耐磨的工件的生产。
实施例：
原料准备：把刚玉粉磨成-320目，铁粉筛成-100目。
在研磨混料机中加入5％wt的刚玉粉、1％wt的石墨、0.5％wt的粘结剂、其余为铁粉，混合研匀。将混好的粉料倒入压模中，在500～700MPa压力下压制成形后，放人100～200℃的炉中烘干。再在纯H2或分解氛保护气氛的烧结炉中烧结。烧结保温时间为40～180分钟。
烧结后的制品，可通过淬火＋回火工艺，进一步提高其性能。
其性能指标可达：
相对密度：93～98％
硬    度：RRC56～65
抗拉强度：450～520MPa
耐磨性能：为纯基体材料的40倍
          为60#钢(经淬火＋低温回火)的20倍。

Claims (4)

1、一种颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法。其特征在于采用铁粉、石墨和刚玉粉末或短纤维为原料。
2、根据权利要求1所述的颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法，其特征在于石墨为0.5～3％wt，刚玉粉或短纤维为3～15％wt(粒度为小于280目)。
3、根据权利要求1所述的颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法，其特征在于用含Si的无机粘结剂混合，在500～700MPa压力下成形。
4、根据权利要求1所述的颗粒增强型耐磨复合材料的制造方法，其特征在于1200～1500℃烧结40～180分钟。
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