制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法

摘要

本发明涉及制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法。根据零件结构，对泡沫材料进行切割或用发泡技术直接制备可汽化的模样，将增强颗粒制备成与复合材料所需耐磨表面形状相适应的预制块，固定在需要合金化的泡沫材料模样表面，然后将模型埋入干砂中，振实后在负压状态下浇注金属液，其间通过抽真空形成的负压，将泡沫塑料和涂胶在浇注过程中因汽化而产生的气体抽走，同时借助真空密封技术，提高金属液的充型能力，以利金属液在颗粒间的渗透，从而获得更厚更致密的复合层，使制备的碳化钨颗粒增强金属基表面复合材料具有较高的表面质量和增强体体积分数，较均匀的增强体分布以及优异的抗冲击磨损性能。本发明方法不仅适用于要求不高的复合材料铸件，还适用于形状复杂、技术要求高的复合材料铸件。

主权项

1、一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于包括下列工艺步骤：A、耐火涂料的制备：将下列质量份的原料进行混合后，即得在1000℃下的透气性为2.120～2.650cm4/g.min，强度为17.65～19.16g/mm的涂料：石英砂 98.00～104.00 钠质膨润土 3.8～4.2白乳胶 2.3～2.8 Na2CO3 0.10～0.13羧甲基纤维素 0.48～0.52 十二烷基苯磺酸钠 0.04～0.06正辛醇 0.02～0.03；B、汽化模样EPS的成型：在泡沫塑料板材上划出所需零件模样，其划线尺寸比零件尺寸大0.5～1.0mm，用电热丝进行切割，切割时的电流控制在50～100A，电压控制在8～14V，得模样；C、预置体的制备及固定：将下列质量比的原料混合成增强颗粒料：粒度为40～60目的碳化钨颗粒 60～80％，粒度为60～80目的高碳铬铁颗粒 20～40％粘结剂 预置体总量的3～6％将混合后的增强颗粒料压制成与复合材料所需耐磨表面形状相适应的预制块，在40～60℃温度下烘干0.5～1h，再用适量粘结剂将其预置在汽化模样上对应的复合材料需要耐磨的表面，在40～60℃温度下加热硬化0.5～1h，以形成预置层，其中，碳化钨颗粒作为增强颗粒，高碳铬铁用于调节复合材料中碳化钨颗粒的体积分数；D、浇注模样的粘结：用适量粘结剂连接所需模样，在40～60℃温度下加热干燥1～1.5h，之后在模样的表面及预置层表面涂上一层厚度为1～2mm的A步骤的耐火涂料，在40～60℃温度下加热硬化2～3h，得浇注模样；E、造型：将D步骤的浇注模样置于对应的钢制模箱中，用粒度为40～60目的干石英砂覆盖，在振动频率为2900～3000次/分钟，振动时间为10s～30s条件下振动砂箱，使之形成所需透气性和紧实度的模箱；F、真空实型铸渗：在真空度为0.02～0.06MPa的负压下，将基材金属液浇入模箱，通过真空产生的吸力和金属液对碳化钨颗粒的润湿，使金属液被吸进包含碳化钨颗粒的预置体中，待模箱冷却后，即得碳化钨颗粒增强金属基复合材料。