[發(fā)明專利]以釩鈦磁鐵礦制備擴散自潤滑金屬陶瓷燒結體的方法

有效

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• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109385567B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 張光明;李登萬;章友誼;藺虹賓
• 申請（專利權）人: 四川工程職業(yè)技術學院
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;B22F1/00;B22F3/10;B22F3/11
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 王統(tǒng)國

本發(fā)明公開了一種以釩鈦磁鐵礦制備擴散自潤滑金屬陶瓷燒結體的方法，其包括下列順序步驟：步驟1.以100：20.563的比例稱取釩鈦磁鐵精礦粉和石墨粉；將它們球磨混合均勻；步驟2.將混合料放入真空燒結爐中，制得預反應粉末；步驟3.將預反應粉末球磨處理；步驟4.以85：15的比例稱取預反應粉末和鎢鉬合金粉；并按配方量稱取無機造孔劑TiH₂、無機造孔劑CaCO₃和硬脂酸鋅粉；步驟5.將步驟4中稱取的物料球磨混合均勻；步驟6.將混合物料裝入模具中，制得相對密度為80～90%的壓坯；步驟7.將壓坯放入真空燒結爐中，制得擴散自潤滑金屬陶瓷耐磨燒結體。本發(fā)明簡單易行，經濟性好，開辟了釩鈦磁鐵礦的又一可靠用途。

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料，具體是一種以釩鈦磁鐵礦制備擴散自潤滑金屬陶瓷耐磨燒結體的方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦是我國蘊藏的豐富地質資源，其產出的釩鈦磁鐵礦粉中除含鐵、鈦、釩成分外，還含有較高的鉻、鈷、鎳、鉑族和鈧等多種成分，具有很高的利用價值。

目前，釩鈦磁鐵礦較普遍的利用技術是用作高爐冶煉生鐵。但是，釩鈦磁鐵礦在用作制備生鐵時，生鐵的冶煉過程中會將釩鈦磁鐵礦中伴生的氧化物視為雜質而去除，使伴生的氧化物作為廢渣被處理。這不僅造成了釩鈦磁鐵礦其它伴生氧化物的大量浪費；而且，由于釩鈦磁鐵礦在高爐冶煉過程會生成TiC、VC等物質，使得爐渣粘度增大，從而使得爐渣中的鐵分離技術難度增大。

釩鈦磁鐵礦除了用作冶煉生鐵外，還可以用作制備鐵基復合材料。由于釩鈦磁鐵礦中伴生的氧化物SiO₂、A1₂O₃、CaO、MgO以及金屬Co、Ni等成分都是鐵基復合材料所需的成分，這就增強了釩鈦磁鐵礦的綜合利用價值，具體在鐵基復合材料中，Al₂O₃硬度較高，可以作為鐵基復合材料中的惰性彌散質點而提高其耐磨性；CaO、MgO可以作為鐵基復合材料的摩擦劑填料組元；SiO₂對鐵基復合材料具有很好的增摩作用；金屬Co、Ni，可以作為鐵基復合材料的基體合金化元素。關于以釩鈦磁鐵礦制備鐵基復合材料的技術如中國專利文獻所公開的“利用釩鈦磁鐵礦真空碳熱原位反應燒結制備鐵基摩擦材料的方法”（公開號CN103447545，公開日2013年12月18日）、“一種利用釩鈦磁鐵礦碳熱原位反應燒結制備鐵基摩擦材料的方法”（公開號CN 103422005，公開日2013年12月04日）、“利用釩鈦磁鐵礦原位反應燒結制備鐵基摩擦材料的方法”（公開號CN 102732773，公開日2012年10月17日）等。這些技術雖然增強了釩鈦磁鐵礦的綜合利用價值，但其不能用作制備高抗氧化、高耐溫、高耐磨損的自潤滑金屬陶瓷復合材料。

高抗氧化、高耐溫、高耐磨損的自潤滑金屬陶瓷復合材料，既具有金屬材料的韌性、可加工性和導電導熱性，又具有陶瓷材料的耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性，而且在無需涂抹潤滑劑的情況下，就能夠實現良好的自潤滑，其技術原理是：以粉末燒結金屬陶瓷為耐磨基體，借助于原料粉的粒徑、顆粒形狀或成形壓力以及造孔劑的數量來調整孔隙度和孔的形狀、大小及分布，浸漬合適的固體潤滑材料，使其在高溫摩擦過程中通過摩擦熱的作用而對摩擦表面實現自潤滑。高抗氧化、高耐溫、高耐磨損的自潤滑金屬陶瓷復合材料，特別是在極端溫度、真空、交變荷載等特殊工況下具有良好的適應性，能夠滿足新興的高尖端行業(yè)對材料的技術要求，有著廣泛的應用前景。

目前，對于高抗氧化、高耐溫、高耐磨損的自潤滑金屬陶瓷復合材料的制備，主要是以精細化工粉末為原料，經混合、壓制、燒結、浸漬等工序而實現，其無論是從原料的選取和制備工藝的選擇，均會增高制備成本，不利于推廣應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術目的在于：針對上述我國蘊藏豐富的釩鈦磁鐵礦和利用現狀，以及上述現有高抗氧化、高耐溫、高耐磨損的自潤滑金屬陶瓷復合材料制備技術的不足，提供一種以我國蘊藏豐富的釩鈦磁鐵礦為基礎原料、簡單易行、經濟可靠的以釩鈦磁鐵礦制備擴散自潤滑金屬陶瓷燒結體的方法。