[發明專利]一種球墨鑄鐵基原位復合材料制備方法

無效

• 申請號: 200810232315.3
• 申請日: 2008-11-18
• 公開（公告）號: CN101406946A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 岑啟宏;許云華;阮曉光;付永紅
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;B22D19/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料技術領域，特別涉及一種球墨鑄鐵基原位復合材料制備方法。

背景技術

球墨鑄鐵是一種廣泛應用于冶金、礦山、電力、建筑、機械、煤碳、汽車等行業的常用金屬材料，由于具有較高的碳含量，經過孕育和球化處理后，碳以球狀或蠕蟲狀石墨形態分布在組織中，使球墨鑄鐵有較好的強度和韌性。但由于球墨鑄鐵中缺少碳化物等硬質相，其宏觀硬度只有HRC35左右，所以球墨鑄鐵不能抵制磨損工況條件下，磨料對零件表面的切削磨損作用，這使得球墨鑄鐵很難應用到受磨損的設備零件上，極大地限制了其使用范圍。

目前生產上提高球墨鑄鐵耐磨性方面，通過加入合金元素或熱處理，獲得貝氏體、馬氏體等組織，只能微量提高耐磨性，仍舊不能使球墨鑄鐵廣泛應用于磨損領域；近年來出現了陶瓷顆粒增強的復合制備工藝，例如用碳化鈦或氮化鈦顆粒放置在鑄型底部，然后再澆入球墨鑄鐵，但制備工藝難以穩定控制，增強顆粒分布不均勻，仍舊難以獲得增強體分布均勻的整體抗磨球墨鑄鐵。也有將碳化鈦等硬質顆粒用粘結劑固化成形，放入鑄型內，然后澆注金屬液，使硬質顆粒與金屬液互相滲透熔合，但由于粘結劑在高溫下分解產生大量氣體，導致復合層內部形成許多氣孔，效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種球墨鑄鐵基原位復合材料制備方法，該方法制備球墨鑄鐵基原位復合材料在球墨鑄鐵基體中形成網狀碳化鈦硬質相，并與球墨鑄鐵有效結合為一體，充分發揮了硬質相的高耐磨特性，也保留了基體金屬的良好韌性，從而達到最佳的性能匹配，可制作成多種結構形狀的產品，開發應用前景廣闊。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種球墨鑄鐵基原位復合材料制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，首先用鈦絲編織鈦絲網；

步驟二，將編織的鈦絲網裁剪、卷制或疊加，預制成一定結構；

步驟三，將預制的鈦絲網預置在鑄型的型腔中；

步驟四，將冶煉的液態球墨鑄鐵按鑄造方法把液態球墨鑄鐵澆入鑄型中，使液態球墨鑄鐵完全埋沒鈦絲網；

步驟五，鑄型經冷卻、脫型清理后，即可得到球墨鑄鐵基原位復合材料。

采用本發明的方法制備的球墨鑄鐵基原位復合材料，能夠在鈦絲網的位置，通過鈦絲網中的鈦與球墨鑄鐵中的碳發生原位反應，獲得分布均勻的碳化鈦硬質相。該材料充分發揮了碳化鈦硬質相的高耐磨性能和球墨鑄鐵的良好韌性，硬質相排列有序，分布均勻，調控方便，工藝可靠，可廣泛應用于礦山、電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領域。可生產各種形狀、任何大小規格的耐磨零件。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖；

圖2為落料襯板截面圖；

下面結合附圖和發明人給出的實施例對本發明作進一步詳細說明。

具體實施方式

按照本發明的球墨鑄鐵基原位復合材料制備方法，包括以下步驟：

步驟一，首先用鈦絲編織鈦絲網；

步驟二，將編織的鈦絲網裁剪、卷制或疊加，預制成一定結構；

步驟三，將預制的鈦絲網預置在鑄型的型腔中；

步驟四，將冶煉的液態球墨鑄鐵按鑄造方法把液態球墨鑄鐵澆入鑄型中，使液態球墨鑄鐵完全埋沒鈦絲網；

步驟五，鑄型經冷卻、脫型清理后，即可得到球墨鑄鐵基原位復合材料。

上述鈦絲直徑為0.1～2.5mm。

上述鈦絲網編織成單層或多層，鈦絲間距為0.2～10mm，也可根據工況需要適當調整鈦絲間距。

以下是發明人給出的實施例，需要說明的是，本發明不限于以下實施例。實施例1：制作復合材料落料襯板

(1)用鈦絲編織鈦絲網1，鈦絲直徑為0.1mm，鈦絲網編織成單層，鈦絲間距為0.2mm，；

(2)鈦絲網1按落料襯板長寬規格裁剪成矩形；

(3)把裁剪好的鈦絲網1放置入水玻璃砂型底部，鈦絲網的放置厚度為落料襯板總厚度的二分之一；

(4)冶煉球墨鑄鐵2，得到液態球墨鑄鐵；

(5)采用重力鑄造方法把液態球墨鑄鐵2澆入鑄型，脫型清理后，即可獲得球墨鑄鐵基原位復合材料耐磨落料襯板。

實施例2：

本實施例與實施例1所不同的是，鈦絲直徑為1mm，鈦絲網編織成多層，鈦絲間距為5mm；其余同實施例1。

實施例3：

本實施例與實施例1所不同的是，鈦絲直徑為2.5mm，鈦絲網編織成多層，鈦絲間距為10mm；其余同實施例1。