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