[發明專利]一種改性陶瓷顆粒增強鐵基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010693590.6
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111804907B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 李燁飛;李聰;李博;高義民;鄭巧玲;李月輝;趙四勇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;廣西長城機械股份有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F3/11;C23C14/18;C23C14/32;B22D23/04;C22C33/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種改性陶瓷顆粒增強鐵基復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、先對ZTA_P陶瓷顆粒進行表面微粗糙化，得到粗糙度為4~10μm的ZTAP陶瓷顆粒，對ZTA_P陶瓷顆粒進行預熱處理，然后采用物理氣相沉積的方法制得鍍鎳鉻合金的ZTA_P陶瓷顆粒，鍍鎳鉻合金的ZTA_P陶瓷顆粒的顆粒大小為3~5mm；

S2、將鍍鎳鉻合金的ZTA_P陶瓷顆粒，微米級的NiCrAlY合金粉末以及酒精進行混合攪拌，經定型和烘干處理后制得具有蜂巢狀結構的陶瓷預制體，微米級的NiCrAlY合金粉末的顆粒大小為40~60μm，NiCrAlY合金粉末占鍍鎳鉻合金ZTA_P陶瓷顆粒質量的10%~30%，酒精占鍍鎳鉻合金ZTA_P陶瓷顆粒和NiCrAlY粉末總質量的5%~10%；

S3、將陶瓷預制體在1250~1450℃的高溫下進行真空燒結處理，降溫后澆鑄高鉻鑄鐵液態金屬，經冷卻后制得改性陶瓷顆粒增強鐵基復合材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，預熱處理的溫度為300~400℃。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，采用真空多弧離子鍍的方法在ZTA_P陶瓷顆粒的表面鍍覆鎳鉻合金，鍍覆過程中連續旋轉盛放ZTA_P陶瓷顆粒的轉盤。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，真空高溫燒結熱處理具體為：

以5~15℃/min的升溫速率從室溫加熱至800~900℃，隨后以6~8℃/min的升溫速率加熱至1000~1150℃，再以3~5℃/min的升溫速率加熱至1250~1450℃，保溫0.5~2h后，以3~5℃/min的溫度降到1000~1150℃，然后以6~8℃/min的降溫速率降到800~900℃，最后以5~15℃/min的降溫速率降至400~500℃，最后冷卻至室溫。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，采用底鑄式澆鑄方法澆鑄高鉻鑄鐵液態金屬，加熱溫度為1550~1650℃，冷卻時間為18~24h。

6.一種改性陶瓷顆粒增強鐵基復合材料，其特征在于，改性陶瓷顆粒增強鐵基復合材料采用權利要求1所述的方法制備而成。

7.根據權利要求6所述的復合材料，其特征在于，包括高鉻鑄鐵基體和NiCrAlY改性的ZTA_P陶瓷顆粒，高鉻鑄鐵基體和ZTA_P陶瓷顆粒的體積分數分別為60%~90%和10%~40%。