CN1864892A - 铜及铜合金表面压力铸渗方法 - Google Patents

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郝远
宋文明
杨贵荣
任虎平
阎峰云
马颖
刘洪军
李亚敏
陈体军
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Abstract

铜及铜合金表面压力铸渗方法，其目的是通过应用铸渗工艺在金属模具内制造铜及铜合金表面耐磨、耐蚀、抗氧化、抗冲击功能复合材料，且是在铜及铜合金表面渗层的形成与挤压工件同时完成，该将增强粉末与粘结剂充分混合，预制成涂料，涂刷在金属型的特定表面，再将涂挂好的金属型模具在100～200℃的温度下进行烘干处理，将模具预热到250～350℃，其特征在于在金属型模具预热的同时，对压头也进行预热，然后将铜及铜合金熔液浇入金属型模具，压头将浇入金属模具内的铜及铜合金熔液挤压成型。

Description

铜及铜合金表面压力铸渗方法
技术领域
本发明是利用铸渗的方法在金属型模具内制备铜及铜合金表面复合材料。
背景技术
表面性能是绝大部分零部件使用寿命的决定性因素，特别是耐磨、耐蚀、耐氧化、抗冲击等方面的工件，因此表面改性的研究已成为材料科学研究的一个重要领域。目前常用的表面改性方法有：电镀、化学镀、堆焊、热喷涂、物理气相沉积、低温气体放电渗硫、等离子喷溅、热处理多元共渗等，这些方法都是在工件成形后的二次处理，且需要专门的设备、生产周期长、工艺相对复杂。另外，在20世纪80年代新发展起来的铸渗发表面改性方法在铸铁和铸钢方面的研究较多，而且有了一定的进展，但在有色合金特别是在工业应用较广的铜及铜合金方面未见有报道。
本发明的目的是通过应用铸渗工艺在金属模具内制造铜及铜合金表面耐磨、耐蚀、抗氧化、抗冲击功能复合材料，且是在铜及铜合金表面渗层的形成与挤压工件同时完成。
本发明是铜及铜合金表面压力铸渗方法，将增强粉末与粘结剂充分混合，预制成涂料，涂刷在金属型的特定表面，再将涂挂好的金属型模具在100～200℃的温度下进行烘干处理，将模具预热到250～350℃，其特征在于在金属型模具预热的同时，对压头也进行预热，然后将铜及铜合金熔液浇入金属型模具，压头将浇入金属模具内的铜及铜合金熔液挤压成型。
压头向下的压力为750～800吨，下压速度为7.5～17.5mm/s。
本发明与铸件整体强化相比具有如下特点：①合金元素能得到有效利用；②铸件局部表面具有特殊性能；③根据这个使用要求，为得到表面最佳性能层，铸件母材的化学成分可自由选择；④表面特殊性能层的厚度和成分可根据性能要求进行设计；⑤渗层与铜及铜合金基体结合强度高；⑥抗疲劳寿命长；⑦表面渗层厚。同其他表面改性方法相比，充分利用了铸件凝固余热，不需专门的工件处理设备，工件可通过浇注成形与表面改性或强化一次完成，工艺简单、成本低廉、生产周期短。
具体实施方式
本发明是采用铸渗的方法在金属型模具内且在一定的压力作用下制备铜及铜合金表面复合材料。将增强粉末与粘结剂充分混合，预制成涂料，采用的粘结剂是比重为1.01～1.02g/cm3的乳胶，或乳胶和硼酸二者混合，加入2％的水玻璃，然后涂刷在金属型的特定表面，涂覆厚度为1～2mm。再将涂挂好的金属型模具在100～200℃的温度下进行烘干处理，并将模具预热到250～350℃，在800T吨的压力下，压头保持的下压速度为7.5～17.5mm/s，将浇入金属模具内的熔炼好的铜及铜合金溶液挤压成型，从而在铜及铜合金表面形成厚度为1～2mm的耐磨、耐氧化、耐腐蚀、耐冲击的复合材料。
通过上述方法得到的铜及铜合金表面复合材料的结构为：从材料表面到基体可分为三层，以增强粉末为主的功能层；增强粉末与基体的熔合层；以基体为主的过渡层。并且合金元素的分布呈明显的梯度变化；材料表面的硬度也呈梯度变化，从而达到外硬内柔；同时表面功能层与基体的结合强度高；可根据增强材料的变化，得到具有不同功能的表面复合层。如：耐磨、耐蚀、耐氧化、抗冲击等。

Claims (2)

1、铜及铜合金表面压力铸渗方法，将增强粉末与粘结剂充分混合，预制成涂料，涂刷在金属型的特定表面，再将涂挂好的金属型模具在100～200℃的温度下进行烘干处理，将模具预热到250～350℃，其特征在于在金属型模具预热的同时，对压头也进行预热，然后将铜及铜合金熔液浇入金属型模具，压头将浇入金属模具内的铜及铜合金熔液挤压成型。
2、根据权利要求1所述的铜及铜合金表面压力铸渗方法，其特征在于压头向下的压力为750～800吨，下压速度为7.5～17.5mm/s。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103938147A (zh) * 2014-05-08 2014-07-23 苏州皇森机电科技有限公司 一种耐磨自润滑高强磨具钢复合材料的制造方法
CN111842852A (zh) * 2020-07-30 2020-10-30 兰州理工大学 液模锻浸渗制备耐磨耐蚀高强度铜及铜合金结构件的方法
CN112170818A (zh) * 2020-10-14 2021-01-05 江西奥易特新材料有限公司 一种铜铸件的生产方法

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication