[發明專利]耐高溫碳化硅基瓷復合材料制備方法

在審

• 申請號: 201610052605.4
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105753498A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 強光初
• 申請（專利權）人: 無錫強工機械工業有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/565;C04B41/85
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

技術領域

本發明涉及一種軸承套材料，尤其是一種軸承套材料的制備方法。

背景技術

水泵內部連接軸承的軸，必須采用軸承套，軸承套在水泵的機構中是一種易耗品，在高溫、缺水、缺油的條件下經常容易燒壞，而更換軸承套非常麻煩，消耗大量的人力和配件。

現有的鋼質軸承套，已經難以滿足水泵長時間穩定運行的需要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種耐高溫碳化硅基瓷復合材料制備方法，可制備能夠用于軸承套的優質碳化硅基瓷復合材料，具有高強度、低密度、高導熱率和高比剛度的優點；本發明采用的技術方案是：

一種耐高溫碳化硅基瓷復合材料制備方法，包括下述步驟：

步驟S1，制備基材：所述基材的原料按照質量百分比計算，包括：綁結劑8～5%，鎂粉0.5～1.0%，其余為碳化硅微粒；將綁結劑加入質量為綁結劑質量的6～9倍的水中，攪拌產生泡沫，然后滴加消泡劑進行消泡；隨后分別加入鎂粉和碳化硅微粒，攪拌均勻，倒入模具內壓鑄成型；

步驟S2，燒結基材：將壓鑄成型的基材投入加熱爐內，在10～30分鐘內加熱到溫度200～300℃，保持加熱10～30分鐘；然后在10～30分鐘內加熱到1500～1800℃，保持加熱10～30分鐘；

步驟S3，基材滲硅膠：將燒結后的基材投入遷滲爐內，在負壓的條件下，同時將硅膠液傾倒在基材上，傾倒完畢后向遷滲爐內充入保護性氣體，使腔體內加壓至大于一個大氣壓，加壓時間1～3分鐘，加壓后，將滲完硅膠的基材從遷滲爐取出，最后緩慢凝結即可。

進一步地，所述綁結劑為羥丙基甲基纖維素。

進一步地，步驟S3中，硅膠液中按質量百分比計算，包括：68～70%硅膠和30～32%烷烴。

進一步地，步驟S3中，滲硅膠時，硅膠的質量占比占基材和硅膠總質量的5%～6%。

進一步地，步驟S3中，負壓條件為負壓-0.04Mpa～-0.06MPa。

更進一步地，步驟S3中，負壓條件為負壓-0.05MPa。

進一步地，步驟S3中，充入保護性氣體加壓至0.7～0.9MPa。

進一步地，步驟S3中，充入保護性氣體加壓至0.8MPa。

進一步地，步驟S3中，向遷滲爐內充入的保護性氣體為氮氣或氦氣。

本發明的優點在于：

1）低密度，密度2.18g/cm³，基本與常規鋁合金相當，密度僅是鋼的1/3，凸顯了本基瓷新材料的低密度性；

2）高比強度，本基瓷新材料的強度在400~700Mpa，其比強度大約為常規鋼強度的三倍；

3）導熱性好，導熱率為180～245W/m×K，檢測標準：GB/T3651-83《金屬高溫導熱系數測量方法》；

4）高比剛度，本基瓷新材料彈性模量E大約為80~140GPa，常用的金屬合金的彈性模量E大約為70GPa。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。

耐高溫碳化硅基瓷復合材料制備方法，包括下述步驟：

步驟S1，制備基材：所述基材的原料按照質量百分比計算，包括：綁結劑8～5%，鎂粉0.5～1.0%，其余為碳化硅微粒；碳化硅微粒的大小，通常寬度在0.2～0.5微米；綁結劑為羥丙基甲基纖維素；

將綁結劑加入質量為綁結劑質量的6～9倍的水中，攪拌產生泡沫，然后滴加消泡劑1～2滴進行消泡；隨后分別加入鎂粉和碳化硅微粒，攪拌均勻，倒入模具內壓鑄成型；所述原料的質量百分數為：綁結劑8～5%，鎂粉0.5～1.0%，其余為碳化硅微粒，所述綁結劑為羥丙基甲基纖維素；

步驟S2，燒結基材：將壓鑄成型的基材投入遠紅外加熱爐內，在10～30分鐘內加熱到溫度200～300℃，保持加熱10～30分鐘，然后在10～30分鐘內加熱到1500～1800℃，保持加熱10～30分鐘；

此步驟中，在10～30分鐘內加熱到溫度200～300℃，保持加熱10～30分鐘，作用在于燒去綁結劑羥丙基甲基纖維素；

然后繼續在10～30分鐘內加熱到1500～1800℃，保持加熱10～30分鐘，作用在于使得碳化硅微粒相互燒結成整體；