增強相金屬梯度復合材料制造工藝及設備
專利匯可以提供增強相金屬梯度復合材料制造工藝及設備專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且本 發(fā)明 公開了一種增強相金屬梯度 復合材料 制造工藝及設備，首先將增強體 合金 膏 塊 固定在塑料 泡沫 模型的所需 位置 上，進行 真空 負壓 振動造型，啟動安裝在鑄模外部或砂箱內(nèi)的電磁 感應加熱 器對鑄模內(nèi)的合金膏塊進行感應加熱，待達到100-1200℃后澆入基體金屬液，金屬液向合金粉末的空隙中滲入，在基體金屬的表面所需的部位上形成具有特殊性能的大厚度的合金層的梯度功能復合材料。使用該發(fā)明減少了型外二次加熱工序，避免了增強體的 氧 化，提高了金屬液的流動性和鑄滲能 力 ，從而可以制備大厚度的鑄滲產(chǎn)品，實現(xiàn)了鑄滲工藝參數(shù)的動態(tài)調(diào)整，提高了兩相材料的結(jié)合強度和 質(zhì)量 。，下面是增強相金屬梯度復合材料制造工藝及設備專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：工藝步驟為1)膏塊壓制；2)負壓振動造型；3)澆注前預熱；4)澆注，同時抽真空、振動，加熱保溫；具體步驟如下：
所述的膏塊壓制：首先將增強顆粒與粘結(jié)劑、溶劑混合后或?qū)⒏鞣N強碳化物、氮化物形成元素合金粉與碳粉、含氮合金或含氮材料和反應促進劑Al粉、FeO粉、CuO粉與一定量的溶劑和粘結(jié)劑和填充劑一起按一定的比例或按化學反應所需的摩爾配比混合后，將其壓制成所需形狀和尺寸的膏塊；
或?qū)⒃鰪姸?a href='/zhuanli/list-23836-1.html' target='_blank'>纖維與粘結(jié)劑、溶劑和填充劑一起按一定的比例配比混合后，將其壓制成所需形狀和尺寸的膏塊；
或?qū)⒐腆w自潤滑材料與粘結(jié)劑、溶劑按一定的比例配比混合后，將其壓制成所需形狀和尺寸的膏塊；
或?qū)⒑?a href='/zhuanli/list-19085-1.html' target='_blank'>硼自熔合金材料與粘結(jié)劑、溶劑一起按一定的比例配比混合后，將其壓制成所需形狀和尺寸的膏塊；
或?qū)⒑鹱匀酆辖鸩牧吓c各種強碳化物、氮化物形成元素合金粉與碳粉、含氮合金和反應促進劑Al粉、C粉、FeO粉或CuO粉與一定量的溶劑和粘結(jié)劑和填充劑一起按一定的比例或按化學反應所需的摩爾配比混合后，將其壓制成所需形狀和尺寸的膏塊；
所述的負壓振動造型：將膏塊烘干后固定在塑料泡沫模型的所需位置上，在其上面涂刷一層具有高透氣性的耐火材料涂料，烘干后，放入砂箱內(nèi)，填上鑄造干砂，然后啟動電動振動器和真空泵進行真空負壓振動造型；
或?qū)⑺鶋褐坪玫母鄩K固定在鑄造砂型內(nèi)的所需位置上，啟動電動振動器和真空泵對砂箱進行抽真空或振動；
所述的澆注前預熱：啟動電磁感應加熱器對鑄造砂型或砂箱內(nèi)的膏塊進行感應加熱，使其達到100-1200℃；
所述的澆注：將熔煉好的所需成分的基體金屬液倒入澆注鋼包內(nèi)，向鑄造砂型內(nèi)澆入基體金屬液，泡沫塑料模樣和合金膏塊中的粘結(jié)劑和溶劑遇到高溫金屬液產(chǎn)生分解和氣化，所產(chǎn)生的氣體被真空泵抽出，高溫金屬液向合金粉末的空隙中滲入，合金顆粒產(chǎn)生熔融、分解和擴散或合金粉末在高溫下發(fā)生化學反應合成所需成分的碳化物或氮化物顆粒；
同時抽真空、振動，加熱保溫：在澆注過程中真空泵和電動振動器不停止對砂箱進行抽真空和振動，電磁感應加熱器繼續(xù)對合金膏塊和基體金屬液進行加熱保溫3-20分鐘，在達到所預定的時間和溫度后停止加熱和抽真空和振動，從而制造成在基體金屬的外表面或內(nèi)表面或在其表面所需的部位上或材料的通體表面上形成具有抗磨、耐腐蝕、導電或含有自潤滑性能的大厚度的合金層的梯度功能復合材料或鑄件產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：所述的復合材料和產(chǎn)品為破碎機錘頭、板錘、鄂板、球磨機襯板、軋鋼導衛(wèi)板、導衛(wèi)輥、各種軋輥和軋輥輥環(huán)、各種缸體、各種泵體、切削刃具、各種軸瓦、閘瓦、閘板和各種軸類和不規(guī)則的幾何形狀件。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：在基體金屬液澆注完畢后，啟動壓力機對鑄型內(nèi)的金屬液進行液態(tài)擠壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：所述的增強為各種材質(zhì)的顆?；蚨汤w維材料；
所述的增強顆粒為WC、TiC、VC、SiC、NbC、BC、Cr2C和TiN、BN、VN、SiN高熔點難熔金屬化合物顆粒和高碳鉻鐵合金、鈦鐵合金和其他鐵合金所制備的顆粒和各種基體的含硼自熔合金粉或在其自熔合金粉中加入一定含量的WC、TiC、VC、SiC、NbC、BC、Cr2C和TiN、BN、VN、SiN顆粒的混合粉末或MoS2、WS2自潤滑材料顆粒；
所述的增強短纖維為各種氧化物、碳化物、硼化物材料的短纖維；
所述的基體金屬液的材料為各種材質(zhì)的黑色金屬或有色金屬。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：增強顆粒由強碳化物或氮化物的合成元素合金Ti、V、Nb、B、W、Si、Cr合金粉末與一定含量的反應促進劑Al粉、C粉、CuO粉、FeO粉、含氮合金或含氮材料和一定含量的粘結(jié)劑、溶劑按一定的比例或按化學反應摩爾配比，混合后在基體金屬液的高溫下反應合成的各種碳化物或氮化物顆粒。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝，其特征是：溶劑為硼砂、硼酸、氟硼酸鈉、氯化氨，粘結(jié)劑為各種成分的有機粘結(jié)劑或無機粘結(jié)劑或各種有機和無機粘結(jié)劑的混合體。
7.實現(xiàn)一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝的設備，其特征是：該設備有一工作臺，在工作臺的上面安裝有砂箱或鑄造砂型，在砂箱的上面安裝有砂箱蓋，在砂箱的任一側(cè)面安裝有真空管道，真空管道與控制閥門和真空泵相連結(jié)，在砂箱內(nèi)或砂型的外部安裝有電磁感應加熱器，在工作臺上安裝有電動振動器，在砂箱或砂型的上部或側(cè)面安裝有澆注漏斗，在澆注漏斗的下面連接有澆注流道，在砂箱或砂型的上部安裝有壓力機。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝的設備，其特征是：
電磁感應加熱器的感應電源為工頻感應電源、中頻感應電源或高頻感應電源。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種增強相金屬梯度復合材料制造工藝的設備，其特征是：
模具材料由耐高溫的耐火材料或石墨制作，或采用水冷導磁體材料制作，其形狀可以是方形、長方形、橢圓形、圓形，其結(jié)構(gòu)是整體結(jié)構(gòu)，或者是雙開合組合式結(jié)構(gòu)。
增強相金屬梯度復合材料制造工藝及設備
技術領域
背景技術
發(fā)明內(nèi)容
具體實施方式
12和電動振動器14進行真空負壓振動造型，將熔煉好的所需成分的基體金屬液1倒入澆注漏斗2內(nèi)，啟動電磁感應加熱器16對安裝在砂箱6內(nèi)的模型5和固定在模型5上的膏塊9進行感應加熱，待達到100-1200℃后澆入基體金屬液1，泡沫塑料模樣5和合金膏塊9中的粘結(jié)劑和溶劑遇到高溫金屬液1產(chǎn)生分解和氣化，分解和氣化所產(chǎn)生的氣體在負壓抽力的作用下從耐火材料涂層7的空隙中溢出，被真空泵12抽出，高溫金屬液在毛細管力、負壓吸力、金屬液靜壓頭等的作用下，向合金膏塊9中的合金粉末的空隙中滲入，合金顆粒產(chǎn)生熔融、分解和擴散或合金粉末在高溫下發(fā)生化學反應合成所需成分的碳化物或氮化物顆粒，在澆注過程中電磁感應加熱器16繼續(xù)對合金膏塊9和基體金屬液1進行加熱保溫3-20分鐘，以提高金屬液的流動性，提高合金膏塊9的溫度，減少對金屬液1的激冷作用，增加液固時間，提高金屬液1的滲透能力和金屬液1對增強體的潤濕性，促進增強體與金屬液之間的擴散反應，提高融合強度，減少鑄造缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時真空泵和電動振動器不停止抽真空和振動，以防止塌砂和金屬液的氧化，促進金屬液向合金膏塊內(nèi)的滲透，提高復合材料的致密度，改善復合材料的結(jié)晶組織，在達到所預定的時間和溫度后停止加熱和振動，增強體最終與基體金屬結(jié)合，在基體金屬的外表面或內(nèi)表面或在其表面所需的部位上形成具有抗磨、耐腐蝕、導電或含有自潤滑性能等特殊性能的大厚度的合金層的梯度功能復合材料8或鑄件產(chǎn)品8。
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