[發明專利]白炭黑增強鐵基復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610111083.0
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105734391A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 劉莉;王爽;邱晶;劉曉東;黃明明
• 申請（專利權）人: 蘇州萊特復合材料有限公司
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;C22C38/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明屬于冶金復合材料領域，具體涉及一種白炭黑增強鐵基復合材料及其制備方法。

背景技術

鐵基材料因其具有高耐磨性，耐熱性和硬度大等特點，已廣泛應用于交通工具，家用電器與電動工具以及辦公機械中，已成為產量最大、應用最廣的一類材料。

復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。現有技術的鐵基復合材料中由于添加了其他硬度較低的成分，所以其硬度不高，而且易出現混料不均勻的問題。

現有技術制得的鐵基材料耐腐蝕防銹性能欠缺，因此需要進一步研究開發符合要求的產品。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種白炭黑增強鐵基復合材料及其制備方法，制得的復合拉伸強度增強，同時具有更好的耐腐蝕防銹性能。

本發明的技術方案：

白炭黑增強鐵基復合材料，其特征在于，含有以下質量百分含量的組分：白炭黑7～10％、氧化鉀3～8％、氧化鎂1～2％、氧化銫1～8％、氧化錫1～2％、硫化銀3～7％、氧化錳6～10％、其余是粒度為20～30μm的鐵粉。

優選地，含有以下質量百分含量的組分：白炭黑8～9％、氧化鉀4～7％、氧化鎂1％、氧化銫3～5％、氧化錫2％、硫化銀4～6％、氧化錳7～8％、其余是鐵粉。

更優選地，含有以下質量百分含量的組分：白炭黑9％、氧化鉀5％、氧化鎂1％、氧化銫4％、氧化錫2％、硫化銀5％、氧化錳7％、其余是鐵粉。

白炭黑增強鐵基復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將各原料投入高速混合機中進行高速混合30～45min，轉速為400～550r/min；

(2)將混合物投入球磨機中進行球磨5～6h，球料比為35～40:1，球磨機筒體轉速為120～150r/min；

(3)將球磨均勻后的混合物在冷擠壓專用的成型模具中進行成型壓制，壓制壓力為480～540MPa；

(4)將燒結爐體內抽真空，調制真空度為10～100KPa，預熱溫度為500～600℃，將步驟(3)壓制的坯體高溫燒結，燒結溫度為1150～1320℃，高溫下的燒結時間為10～30min，然后在850～950℃下保溫30～60min，用水淬滅，最后在180～220℃下保溫回火1～3h，即得白炭黑增強鐵基復合材料。

步驟(4)中，所述燒結溫度為1250℃，高溫下的燒結時間為20min。

有益效果：

本發明提供的復合材料的拉伸強度為1.38～1.42GPa以上，且在相對濕度80％，溫度25℃，1200h的條件下，無腐蝕現象出現，因此可以很好地應用于各個領域。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。

實施例1

白炭黑增強鐵基復合材料，含有以下質量百分含量的組分：白炭黑7％、氧化鉀3％、氧化鎂1％、氧化銫1％、氧化錫1％、硫化銀3％、氧化錳6％、其余是粒度為20～30μm的鐵粉。

制備方法，包括如下步驟：

(1)將各原料投入高速混合機中進行高速混合30min，轉速為400r/min；

(2)將混合物投入球磨機中進行球磨5h，球料比為35:1，球磨機筒體轉速為150r/min；

(3)將球磨均勻后的混合物在冷擠壓專用的成型模具中進行成型壓制，壓制壓力為460MPa；

(4)將燒結爐體內抽真空，調制真空度為10KPa，預熱溫度為600℃，將步驟(3)壓制的坯體高溫燒結，燒結溫度為1150℃，高溫下的燒結時間為30min，然后在850℃下保溫60min，用水淬滅，最后在180℃下保溫回火3h，即得白炭黑增強鐵基復合材料。

實施例2

白炭黑增強鐵基復合材料，含有以下質量百分含量的組分：白炭黑8％、氧化鉀4％、氧化鎂1％、氧化銫3％、氧化錫2％、硫化銀4％、氧化錳7％、其余是鐵粉。

制備方法，包括如下步驟：

(1)將各原料投入高速混合機中進行高速混合35min，轉速為450r/min；

(2)將混合物投入球磨機中進行球磨5h，球料比為36:1，球磨機筒體轉速為140r/min；

(3)將球磨均勻后的混合物在冷擠壓專用的成型模具中進行成型壓制，壓制壓力為490MPa；