[發(fā)明專利]一種氧化鋁金屬陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210365829.2
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102861905A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康聞端;劉磊;丁洪錄;康毅忠
• 申請（專利權(quán)）人: 康聞端;劉磊;丁洪錄;康毅忠
• 主分類號: B22D19/02
• 分類號: B22D19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氧化鋁金屬陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、制備氧化鋁金屬陶瓷預(yù)制件：根據(jù)所需形狀預(yù)制成氧化鋁金屬陶瓷骨架坯體，將所述骨架坯體在800-850℃下燒結(jié)30min，即可得到表面改性帶絲網(wǎng)狀孔隙的氧化鋁金屬陶瓷預(yù)制件(4)；

步驟二、制備澆注砂型：通過在所述氧化鋁陶瓷預(yù)制件(4)外表面和芯模側(cè)面包括1-3層紙張做內(nèi)襯，刷涂鑄造涂料和石膏漿后烘干，即得澆注砂型(3)；

步驟三、澆注：將所述澆注砂型(3)置鑄造砂箱(6)內(nèi)，四周充填40-80目的石英砂，輕微震動，使所述澆注砂型和石英砂緊密貼實，無松動，封閉砂箱；500-600℃預(yù)熱10-20min后，在1500-1600℃下，鋼鐵或鐵合金熔成鐵基金屬液體進行澆注；

步驟四、熱處理，再空冷：熱處理800℃，6h；空冷，開箱即得到氧化鋁金屬陶瓷和鋼鐵或鐵合金兩種介質(zhì)緊密結(jié)合的復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述氧化鋁金屬陶瓷預(yù)制件的制備方法還包括，通過調(diào)節(jié)陶瓷粒子的尺寸或混合不同尺寸陶瓷粒子，實現(xiàn)并控制預(yù)制件的孔隙率；通過活性Si改性處理所述骨架坯體，改變所述預(yù)制件材料的表面特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟二中所述制備澆注砂型的方法包括以下步驟：

(a)制備與澆冒系統(tǒng)(1)形狀相似的聚丙烯塑料芯模，用1-3層報紙或草紙包覆所述所述芯模側(cè)面；

(b)用1-3層報紙或草紙包覆所述氧化鋁陶瓷預(yù)制件外表面；

(c)將所述芯模置于所述氧化鋁陶瓷預(yù)制件頂部，在所述氧化鋁陶瓷預(yù)制件底部放置紙質(zhì)管撐，用于調(diào)整抽真空所需的排氣孔，并固定；

(d)按以下重量百分比：10wt％氧化鋁粉、20wt％硅藻土、20wt％中性水玻璃、50wt％水，混合均勻制成鑄造涂料，刷涂4-6次，且在每次涂刷之后立即烘干；當(dāng)涂料厚度＞1mm，且確保所述芯模、所述氧化鋁陶瓷預(yù)制件和所述紙質(zhì)管撐連為一體，去除所述芯模，制備出初期澆注砂型；

(e)采用石膏漿刷涂所述初期澆注砂型外表面，涂層厚度＞5mm時，置烘干爐內(nèi)內(nèi)250-300℃烘干，去除包裹所述初期澆注砂型外側(cè)面的報紙或草紙內(nèi)襯，即得澆注砂型(3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟三中所述澆注過程還包括，所述密封鑄造砂箱(6)時，采用耐熱膠密封澆冒與鋼制外套的接口處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁金屬陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟三中所述鐵基溶液澆注過程還包括：當(dāng)所述鐵基金屬熔液澆注至澆冒口內(nèi)時，打開真空機械泵(5)抽真空，在大氣壓力下，促使鐵基金屬液體流動滲透到所述金屬陶瓷預(yù)制件(4)內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷增強鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟四中熱處理過程還包括：澆注后所制的復(fù)合材料凝固后隨鑄造砂箱(6)冷卻至800℃，保持爐內(nèi)溫度800℃，6h，促進復(fù)合材料界面的反應(yīng)擴散和應(yīng)力回復(fù)。