[發(fā)明專利]活性炭碳化物絲網(wǎng)銅基復(fù)合材料的制備工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710017436.1
• 申請(qǐng)日: 2007-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN101063191A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉環(huán);許云華;張勝利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C47/00
• 分類號(hào): C22C47/00;C22C47/02;C22C47/12;C22C49/00;C22C101/12
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 第五思軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨復(fù)合材料的制備工藝，特別涉及一種活性碳碳化物絲網(wǎng)銅基復(fù)合材料的制備工藝。本發(fā)明應(yīng)用于礦山、建材、冶金、電力及鐵路等行業(yè)耐磨、耐腐蝕材料的制造工藝。

背景技術(shù)

銅和銅合金具有高的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐腐蝕性及優(yōu)良的工藝成型性，因而被廣泛應(yīng)用于電力、電工、礦山、冶金、機(jī)械制造、鐵路、船舶等。但是由于銅和銅合金的耐磨損性能不高而使其應(yīng)用受到限制。

目前生產(chǎn)上在提高銅及銅合金的耐磨損性能方面，出現(xiàn)了不同的方法，如合金化法、熱處理法等，這些方法雖然能夠提高銅及銅合金的耐磨損性能，提高幅度不理想。近年來(lái)，復(fù)合材料的研究和發(fā)展較快，出現(xiàn)了表面鑄滲法銅合金表面增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料，纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料等，這些耐磨復(fù)合材料的應(yīng)用使零件的耐磨性和使用壽命大大提高，但由于這些耐磨復(fù)合材料的制備工藝難以控制穩(wěn)定，如顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料中顆粒增強(qiáng)相的均勻性難以控制，使得耐磨復(fù)合材料的推廣應(yīng)用受到限制。針對(duì)不同的工況，從材質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面進(jìn)行深入研究，開發(fā)出一種新的耐磨復(fù)合材料的制備工藝，以提高銅及其合金的耐磨性。現(xiàn)有技術(shù)中，有采用鋼、合金鋼金屬絲網(wǎng)與陶瓷耐磨材料的復(fù)合工藝，對(duì)材料的耐磨損性等性能指標(biāo)進(jìn)行了改進(jìn)和提高，但這些技術(shù)耐磨性能提高不顯著，得到的復(fù)合材料韌性較差。現(xiàn)有技術(shù)中，還有通過(guò)對(duì)零件整體碳化提高零件表面耐磨性能的技術(shù)，但這種技術(shù)只能在整個(gè)零件的全部外表形成很薄的碳化層，不能根據(jù)需要提高零件局部的耐磨性及調(diào)整耐磨層的厚度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活性炭碳化物絲網(wǎng)銅基復(fù)合材料的制備工藝，用該方法制備的復(fù)合材料能夠更好的滿足抗沖擊性、耐腐蝕性、耐高溫、耐磨損性等多種工況要求的，具有使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：該制備工藝包括以下步驟：

(1)、用釩、鈮、鉬、鉭、鉻、鎢金屬絲編織金屬絲網(wǎng)；

(2)、金屬絲網(wǎng)的孔隙中填滿活性炭，然后放入真空爐中，在1000℃～2300℃下保溫1～6小時(shí)，使金屬絲網(wǎng)的金屬元素與活性炭充分反應(yīng)，制作出碳化物絲網(wǎng)；

(3)、將制作好的碳化物絲網(wǎng)固定在耐磨工件鑄型的相應(yīng)部位，合型，等待澆注；

(4)、熔煉銅合金，得到液態(tài)銅合金；

(5)、采用鑄造方法將液態(tài)銅合金澆入固定有碳化物絲網(wǎng)的耐磨工件的鑄型中。

所述金屬絲是直徑為0.01～2.5mm。

所述金屬絲網(wǎng)編織成單層或多層矩形，金屬絲間距為0.01～10.0mm。

所述金屬絲網(wǎng)根據(jù)放置碳化物絲網(wǎng)的耐磨工件部位及尺寸確定金屬絲網(wǎng)的形狀及尺寸，進(jìn)行裁剪，并制成與耐磨工件一致的形狀。

對(duì)制成所需形狀和尺寸的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行表面除銹、除污、除油和除表面氧化皮處理。

所述步驟(5)采用鑄造方法為重力砂型鑄造、離心鑄造、差壓

所述步驟(5)采用鑄造方法為重力砂型鑄造、離心鑄造、差壓鑄造、低壓鑄造或真空吸鑄。

所述銅合金是錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉻青銅、鑄造白銅或鑄造黃銅。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明將金屬絲網(wǎng)用活性炭進(jìn)行碳化處理，得到高硬度的碳化物絲網(wǎng)，然后用鑄造的方法制備耐磨、耐腐蝕、耐高溫復(fù)合材料，一方面利用碳化物絲網(wǎng)強(qiáng)化基體，提高了基體金屬的耐磨性、耐腐蝕、耐高溫性；另一方面，解決了顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料制備中，增強(qiáng)相難以均勻化分布的難題，本發(fā)明中，可以根據(jù)需要使增強(qiáng)相碳化物絲網(wǎng)在金屬基體中隨意分布。

2、本發(fā)明的活性炭碳化物絲網(wǎng)銅基復(fù)合材料制備工藝中，既可根據(jù)零件使用時(shí)不同的工況，將碳化物絲網(wǎng)固定于鑄型的局部，澆注液態(tài)銅合金后冷卻，得到局部耐磨、耐腐蝕、耐高溫性提高的零件，復(fù)合層厚度可根據(jù)工況要求進(jìn)行調(diào)整；又可將碳化物絲網(wǎng)固定于整個(gè)鑄型型腔中，澆注液態(tài)金屬后冷卻，以提高整個(gè)零件的耐磨、耐腐蝕性。

3、該工藝可控性強(qiáng)、成品率高、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，適用于任何形狀、任何大小規(guī)格的耐磨、耐腐蝕、耐高溫零件，應(yīng)用面廣。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例軸套主視圖；

圖3為本發(fā)明軸套碳化物絲網(wǎng)截面圖；

圖4為本發(fā)明碳化物絲網(wǎng)復(fù)合材料軸套主視圖；

圖5為本發(fā)明碳化物絲網(wǎng)復(fù)合材料軸套局部放大圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例圓盤主視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例圓盤俯視圖；