[發(fā)明專利]一種基于粉末冶金的電場(chǎng)原位制備Fe-Cu基復(fù)合材料方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010103403.0
• 申請(qǐng)日: 2010-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN101786166A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮可芹;熊計(jì);周翔;王均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/23
• 分類號(hào): B22F3/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金制備鐵-銅基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電場(chǎng)原位制備低含量陶瓷顆粒增強(qiáng)鐵-銅基復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，金屬基復(fù)合材料得到了日益廣泛的應(yīng)用，尤其在摩擦或減摩等耐磨材料領(lǐng)域。鐵基材料耐高溫、強(qiáng)度高、價(jià)廉，但導(dǎo)熱性能差；而銅基材料耐磨性好、導(dǎo)熱性好、抗氧化性能好，但價(jià)格相對(duì)昂貴。鐵銅合金一般是均質(zhì)結(jié)構(gòu)，銅極大地提高多孔鐵的強(qiáng)度。而采用鐵銅基材料，一方面可以綜合鐵基和銅基兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有很高的物理力學(xué)性能，其抗腐蝕性能較好，摩擦性能不亞于青銅材料；另一方面它比銅基材料價(jià)格低30％左右，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益較大。然而以往廣泛采用的鑄造方法制造的金屬摩擦或減摩材料，在許多情況下對(duì)于制造復(fù)合特殊工作條件要求的摩擦或減摩材料卻無能為力。粉末冶金法可在較大范圍內(nèi)調(diào)整材料體系的組分，能夠有效控制材料和孔隙率，能利用金屬、非金屬、陶瓷等的組合效果來制取組合型材料，并具有產(chǎn)品性能優(yōu)異、精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此目前多采用粉末冶金方法來制備金屬基摩擦或減摩材料，其中的鐵銅基復(fù)合材料在摩擦或減摩材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在國(guó)外，美國(guó)廣泛應(yīng)用性能較好的燒結(jié)Fe-25％Cu含油軸承材料；Nuri?Durlu等人(NuriDurlu，Nan?Yao，David?L.Milius.LIQUID?PHASE?SINTERING?OF?BN?DOPED?Fe-Cu/TiCCOMPOSITES[J].Materials?Research?Division)利用液相燒結(jié)法制備了Fe-Cu/TiC復(fù)合材料，他們向(Fe-4wt％Cu)+30wt％TiC中加入1％的BN，在1275℃時(shí)真空或氬氣氛下燒結(jié)1小時(shí)，在該研究體系中，TiC是通過外加法引入該體系的。孫文忠等人(孫文忠，閻述人，耿學(xué)東，仲躋升，朱雪峰.一種制動(dòng)用粉末冶金摩擦材料[P].中華人民共和國(guó)CN?99122593.7，2000.06.28)研制了一種制動(dòng)用粉末冶金摩擦材料，各成分含量配比為Cu15～30％，Sn3～7％，Sb0.5～3％，MoS₂1～3％，石墨6～12％，SiO₂1.5～6％，余者為Fe。其方法是產(chǎn)品壓制成形后在980～1000℃溫度下燒結(jié)2小時(shí)。王文輝等人(王文輝，張彪，肖凱，李光宇，王淑敏，陳劍鋒，高昆，劉揚(yáng).鐵基粉術(shù)冶金摩擦材料[P].中華人民共和國(guó)CN?101314708A，2008.12.03)公開了一種鐵基粉術(shù)冶金摩擦材料，由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分組成：銅粉(Cu)8～13％，鉬粉(Mo)3～7％，鎳粉(Ni)1～3％，鉛粉(Sn)2～6％，二硫化鉬(MoS₂)1～3％，石墨(C)9～14％，鑄石2～5％，碳化硅(SiC)1～4％，莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)5～8％，余者為Fe。日本通過改進(jìn)添加劑，研制出含5％～20％Cr₃C₂、Mo₂C、TiC、ZtC、HfC等硬質(zhì)顆粒的鐵基減摩材料，應(yīng)用于壓縮機(jī)和冷凍機(jī)抗磨損部件；在銅基減摩材料中加入TiC、TiN、NbC、Cr₃C₂等強(qiáng)化基體，提高其耐磨性，降低摩擦系數(shù)(韓風(fēng)麟，粉末冶金機(jī)械零件，機(jī)械工業(yè)出版社，1987年)。在以上這些方法中，所有的化合物都是通過外加顆粒的方法加入到基體中的，而不是原位合成的，因此相對(duì)容易出現(xiàn)表面污染、增強(qiáng)體與基體結(jié)合不良而造成界面剝落的現(xiàn)象

楊屹等人(楊屹、馮可芹.大電流制備鐵基復(fù)合材料及硬質(zhì)合金的方法[P].中華人民共和國(guó)ZL?03?1?35457.2)發(fā)明了一種大電流原位制備TiC或VC增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的方法，由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe?30～85％、Ti12～56％、C?3～14％或Fe?30～85％、V?12.1～56.7％、C?2.9～13.3％的粉末體系燃燒合成得到含硬質(zhì)相15～70％TiC或VC的鐵基復(fù)合材料，其中由于原位反應(yīng)合成的TiC或VC含量相對(duì)較高，即反應(yīng)體系的熱焓相對(duì)較高，則體系的燃燒合成相應(yīng)較易進(jìn)行。