[發明專利]電梯安全鉗楔塊用復合材料、銅增強材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111071711.4
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113860115A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 和宇;魯元;黎明;朱穩;高凱;王皎;王萌;李超;何一;楊琦;薛馳遠;殷越;車靜波
• 申請（專利權）人: 西安特種設備檢驗檢測院
• 主分類號: B66B5/22
• 分類號: B66B5/22;B66B5/24;B22D17/14;C22C9/04
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

1.一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述復合材料包括依次設置的第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層；

所述第一多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第二多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第三多孔陶瓷預制體層的氣孔率、第四多孔陶瓷預制體層的氣孔率和第五多孔陶瓷預制體層的氣孔率相等。

2.根據權利要求1所述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層均包括陶瓷增強顆粒，所述陶瓷增強顆粒的粒徑隨層數增加而減小；所述第一多孔陶瓷預制體層的厚度、第二多孔陶瓷預制體層的厚度、第三多孔陶瓷預制體層的厚度、第四多孔陶瓷預制體層的厚度和第五多孔陶瓷預制體層的厚度均為10mm～20mm。

3.根據權利要求2所述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述陶瓷增強顆粒的原料包括二氧化鈦和石墨烯，所述二氧化鈦為粉末狀二氧化鈦，所述石墨烯為粉末狀石墨烯，每層所用原料中二氧化鈦的粒徑隨層數增大而減小。

4.根據權利要求3所述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，每層所述原料中，二氧化鈦和石墨烯的質量比為17:8。

5.根據權利要求3所述的一種電梯安全鉗楔塊用復合材料，其特征在于，所述第一多孔陶瓷預制體層中，二氧化鈦的粒徑D₁滿足：40μm＜D₁＜50μm；

所述第二多孔陶瓷預制體層中，二氧化鈦的粒徑D₂滿足：30μm＜D₂＜40μm；

所述第三多孔陶瓷預制體層中，二氧化鈦的粒徑D₃滿足：20μm＜D₃＜30μm；

所述第四多孔陶瓷預制體層中，二氧化鈦的粒徑D₄滿足：10μm＜D₄＜20μm；

所述第五多孔陶瓷預制體層中，二氧化鈦的粒徑D₅滿足：2μm＜D₅＜10μm；

所述石墨烯的粒徑D滿足5μm＜D10μm。

6.一種制備如權利要求1所述的電梯安全鉗楔塊用復合材料的方法，其特征在于，包括按照第一多孔陶瓷預制體層、第二多孔陶瓷預制體層、第三多孔陶瓷預制體層、第四多孔陶瓷預制體層和第五多孔陶瓷預制體層的順序，依次將對應混合后原料敷放于模具中，經模壓成型和真空燒結，得到電梯安全鉗楔塊用復合材料。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，具體包括：

步驟一、分別將第一多孔陶瓷預制體層的原料、第二多孔陶瓷預制體層的原料、第三多孔陶瓷預制體層的原料、第四多孔陶瓷預制體層的原料和第五多孔陶瓷預制體層的原料經濕法球磨干燥，對應得到混合后原料；

步驟二、將第一多孔陶瓷預制體層的混合后原料、第二多孔陶瓷預制體層的混合后原料、第三多孔陶瓷預制體層的混合后原料、第四多孔陶瓷預制體層的混合后原料和第五多孔陶瓷預制體層的混合后原料依次敷放于模具中，加壓至80kN～100kN保持2min～6min，卸壓，得到生坯；

步驟三、真空環境下，將上述生坯按照10℃/min～30℃/min的升溫速率升至1800℃～2000℃，保持2h～4h進行燒結；

步驟四、將燒結后坯料隨爐冷卻，得到電梯安全鉗楔塊用復合材料。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟二中敷放于模具中每層混合后原料的厚度均為15mm～25mm；步驟三所述真空環境的真空度為200Pa～400Pa；步驟三還包括燒結過程中向生坯施加60kN～80kN的壓力。

9.一種電梯安全鉗楔塊用銅增強材料，其特征在于，包括銅合金和權利要求1～8任一權利要求所述的復合材料，所述銅合金為ZCuSn₃Zn₁₁Pb₄。

10.一種制備如權利要求9所述電梯安全鉗楔塊用銅增強材料的方法，其特征在于，包括：

步驟一、將脫模劑涂覆于壓鑄機壓力室內；

步驟二、將所述復合材料置于壓力室內，將壓力室預熱至500℃～700℃；

步驟三、將熔融銅合金液倒入所述壓力室；所述熔融銅合金液的溫度為≥1000℃；

步驟四、將壓力室抽真空至＜100Pa，向裝有熔融銅合金液和復合材料的壓力室施壓至20MPa～40MPa，保持8分鐘～12分鐘，停止施壓；

步驟五、冷卻，脫模，得到鑄塊，將鑄塊重新熔融，取出；

步驟六、對重新熔融后物料進行熱處理，得到電梯安全鉗楔塊用銅增強材料；所述熱處理包括：將重新熔融后物料放入馬弗爐中，將爐溫在0.6h～1h內從室溫升至500℃～700℃，保溫5h～7h，取出，水淬，在160℃200℃保溫4h～8h。