[發(fā)明專(zhuān)利]一種阻尼白口鐵材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110007046.2
• 申請(qǐng)日: 2011-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102051537A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玲;趙浩峰;郭勝利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C47/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C47/02;C22C47/08;C22C49/08;C22C49/14;C22C37/10;C22C101/10;C22C111/00;C22C121/02
• 代理公司: 南京匯盛專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種阻尼白口鐵材料，具體涉及一種含有鋼絲團(tuán)和碳纖維復(fù)合增強(qiáng)的阻尼白口鐵材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在金屬材料領(lǐng)域中,?阻尼白口鐵作為低成本耐磨材料一直受到普遍重視。

CN200810243269.7號(hào)申請(qǐng)公開(kāi)了一種低合金白口鑄鐵，其化學(xué)成分為：碳3.5～3.8％，硅1.5～1.9％，錳大于0、小于等于1.0％，磷小于0.05％，硫小于0.02％，鉻大于0、小于等于1.0％，余量為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)元素；單位為重量百分?jǐn)?shù)。

CN201010158988.6號(hào)申請(qǐng)公開(kāi)了一種高韌性抗磨白口鐵，其化學(xué)成分是(重量百分比)：C：2.0～4.0%，Si：1.0～2.5%，Mn：0.2～0.8%，Cr：1.0～15.0%，Ni：2.0～8.0%，Mo：0.1～0.4%，Dy：0.1～0.2%，Y：0.1～0.2%，S和P≤0.06%，其余為Fe。該申請(qǐng)還公開(kāi)了上述高韌性抗磨白口鐵的制備方法。該發(fā)明通過(guò)在白口鐵中添加Zr和Y元素，使Dy和Y元素的氧化物顆粒彌散于基體中，成為碳化合物形核的核心，從而達(dá)到細(xì)化碳化物的目的，并且使晶界處的網(wǎng)狀碳化物消除，αk達(dá)到10J/cm²左右，還可以保持普通白口鐵的硬度，HRC達(dá)到60以上。

但是白口鐵主要由滲碳體組成，滲碳體雖硬但脆。盡管采取添加稀土起細(xì)化碳化物的作用，然而對(duì)提高材料的韌性也是有限的。

CN93103016.1發(fā)明高阻尼鑄鐵采用通常的冶煉方法，澆鑄成管、棒及各種形狀的鑄坯，在碳當(dāng)量CE＝C％+1/3(Si％)＝4.5～5.2％的鑄鐵中，加入0.001～0.100％的釔，使之具有高阻尼性，成本低，可作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)品上，達(dá)到減振降噪聲效果。但是該材料耐磨性不足，不能同時(shí)具備較高的耐磨和阻尼性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種含有鋼絲團(tuán)和碳纖維復(fù)合增強(qiáng)的阻尼白口鐵材料。

本發(fā)明的另一目的是提供一種含有鋼絲團(tuán)和碳纖維復(fù)合增強(qiáng)的阻尼白口鐵材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

一種阻尼白口鐵材料，該材料以阻尼白口鐵為基體，在基體中分布著鋼絲團(tuán)和碳纖維；所述鋼絲團(tuán)直徑為10～15cm，所用鋼絲截面為矩形，截面規(guī)格為0.1～0.4mm×0.5～1.5mm；所述鋼絲和碳纖維的重量比為25～30:1，鋼絲和碳纖維兩者共占材料的體積百分比為20-40%；?

阻尼白口鐵基體的化學(xué)成分的重量百分含量為：C為2.4～2.7%，Si為1.4～1.9%，Mn為0.5～0.7%，?P<0.08%，S?<0.25%，其余為Fe；?

鋼絲的化學(xué)成分的重量百分含量為：C為0.6～0.7%，Si為0.2～0.3%，Mn為0.3～0.8%，?P<0.02%，?S?<0.025%，其余為Fe；

碳纖維為T(mén)300，直徑為7微米，長(zhǎng)徑比為100-500:1。

上述基體中還分布有Mn₄B、Fe₃B和B₄C顆粒。

一種阻尼白口鐵材料的制備方法，它包括以下步驟：

滲硼鋼絲團(tuán)和碳纖維的準(zhǔn)備：取截面規(guī)格為0.1～0.4mm×0.5～1.5mm、成分為C為0.6～0.7%，Si為0.2～0.3%，Mn為0.3～0.8%，P<0.02%，S?<0.025%，其余為Fe的鋼絲，以及直徑為7微米長(zhǎng)徑比為100～500:1的T300碳纖維；所述鋼絲和碳纖維的重量比為25～30:1；鋼絲和碳纖維兩者共占材料的體積百分比為20～40%；取鋼絲按清潔球生產(chǎn)的常規(guī)方法制備清潔球狀的鋼絲團(tuán)，鋼絲團(tuán)的直徑為10～15cm，并按常規(guī)化學(xué)熱處理的方法在其表面滲硼得到滲硼鋼絲團(tuán)；所述滲硼層的厚度為50-100μm；

滲硼鋼絲團(tuán)粘附碳纖維的制備：將滲硼鋼絲團(tuán)浸入水玻璃溶液，水玻璃溶液的濃度為1.3～1.5g/cm³，模數(shù)為2.6～3.0；將鋼絲團(tuán)從水玻璃溶液中取出，然后再將碳纖維揉撒到帶有水玻璃溶液的鋼絲團(tuán)上，使碳纖維均勻粘在鋼絲的表面；待水玻璃固化后，將若干粘附碳纖維的鋼絲團(tuán)放入鑄型型腔；鋼絲團(tuán)的松緊程度由鋼絲團(tuán)和碳纖維兩者共占材料的體積百分比決定，且保證鋼絲團(tuán)正好放滿(mǎn)鑄型；然后將鑄型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待鐵水澆注；