[發明專利]Al2O3顆粒增強W/Cr雙金屬基復合材料制備方法有效
| 申請號： | 201310258457.8 | 申請日： | 2013-06-25 |
| 公開（公告）號： | CN103334022A | 公開（公告）日： | 2013-10-02 |
| 發明（設計）人： | 呂振林;馬雷;賈磊;林高庭 | 申請（專利權）人： | 西安理工大學 |
| 主分類號： | C22C1/10 | 分類號： | C22C1/10;C22C1/05 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 李娜 |
| 地址： | 710048*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | al sub 顆粒 增強 cr 雙金屬 復合材料 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于金屬基復合材料技術領域，涉及一種Al2O3顆粒增強W/Cr雙金屬基復合材料制備方法。
背景技術
無縫鋼管模具內嵌套是鋼坯冷軋、擠壓、減壁、擴孔等生產過程中的必不可少的模具內部件，當對內部的無縫鋼管進行加工時，模具嵌套將受到巨大的沖擊力和高溫摩擦磨損，這就對該模具內嵌套的強度、脆性、抗沖擊性能和高溫摩擦磨損性能提出了很高的要求。
鎢具有高密度、高強度、低熱膨脹系數、抗腐蝕性和良好的機械加工等綜合性能，但隨著溫度的升高鎢的性能明顯下降，有關研究指出，當溫度升到1000℃以上，鎢的強度可下降到80%左右，其脆性大大提高，嚴重限制了該材料在高溫環境下的使用；鉻不但具有鎢的綜合力學性能，同時還具有高溫脆性低的特點；氧化鋁具有高強度、高硬度、高耐磨性、高模量等特點，因此氧化鋁顆粒增強鎢鉻雙金屬基復合材料可以兼顧三者的優良特性，保證了該模具內嵌套的使用性能和使用壽命。
由于氧化鋁、鎢鉻材料巨大的密度差導致增強顆粒和基體二者具有較差的結合性和潤濕性，因此原始的粉末冶金成型方法很難制得分散均勻、性能優良的復合材料。當前，該金屬基復合材料的制備方法主要有氫氣還原燒結法、離心注漿成型法、鋁熱反應法，但是這些方法有的工藝復雜，有的成本高昂，有的制備的材料性能低下，都不適合批量生產與普及，因此迫切需要一種工藝簡單、成本低廉、生產質量高的方法的產生。
溶膠凝膠自生粉末冶金法是以溶膠凝膠制得的膠體與鎢鉻粉末濕混的方法制得混合均勻的燒結坯體，再通過自生粉末冶金方法制得分散均勻、性能優良的Al2O3/W-Cr復合材料。該方法克服了鎢鉻、氧化鋁顆粒混粉不均勻、燒結體致密度差的缺點，以及解決了由氧化鋁顆粒活性低、結合力差導致的材料性能低下的問題，因此對類似難制備的顆粒增強金屬基復合材料的制備方法的探索研究具有重要意義。
發明內容
本發明的目的是提供一種Al2O3顆粒增強W/Cr雙金屬基復合材料制備方法，解決了現有制備方法工藝復雜及制備得到的復合材料分散不均勻的問題。
本發明所采用的技術方案是，Al2O3顆粒增強W/Cr雙金屬基復合材料制備方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將Al(NO3)3和無水乙醇混合后攪拌1h得到氫氧化鋁酒精溶液，然后用氨水調節氫氧化鋁酒精溶液pH值為8后繼續攪拌2h得到氫氧化鋁酒精溶膠；
步驟2，將鎢粉和鉻粉緩慢加入步驟1得到的氫氧化鋁酒精溶膠中后繼續攪拌5h，然后過濾，用酒精清洗后再次過濾，反復2-3次得到粘稠狀混合粉體；
步驟3，將步驟2得到的粘稠狀混合粉體烘干后壓制成型、燒結，得到Al2O3顆粒增強W/Cr雙金屬基復合材料。
本發明的特點還在于，
步驟1中硝酸鋁酒精溶液濃度為0.5mol/L，Al(NO3)3的質量根據化學式I和II、要制備的試樣的總體積和Al2O3的體積分數5-10%，利用公式I和II計算得出：
Al(NO3)3+3NH3·H2O＝Al(OH)3+3NH4NO3??????I
2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O??????????II
m1＝V×vol1％×ρ1????????????I
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