[发明专利]制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法

权利要求书

1、一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于包括下列工艺步骤：

A、耐火涂料的制备：将下列质量份的原料进行混合后，即得在1000℃下的透气性为2.120～2.650cm⁴/g.min，强度为17.65～19.16g/mm的涂料：

石英砂        98.00～104.00     钠质膨润土          3.8～4.2

白乳胶        2.3～2.8          Na₂CO₃              0.10～0.13

羧甲基纤维素  0.48～0.52        十二烷基苯磺酸钠    0.04～0.06

正辛醇        0.02～0.03；

B、汽化模样的成型：在泡沫塑料板材上划出所需零件模样，其划线尺寸比零件尺寸大0.5～1.0mm，用电热丝进行切割，切割时的电流控制在50～100A，电压控制在8～14V，得汽化模样；

C、预置体的制备及固定：将下列质量比的原料混合成增强颗粒料：

粒度为40～60目的碳化钨颗粒             60～80％

粒度为60～80目的高碳铬铁颗粒           20～40％

粘结剂                预置体总量的3～6％；

将混合后的增强颗粒料压制成与复合材料所需耐磨表面形状相适应的预制块，在40～60℃温度下烘干0.5～1h，再用适量粘结剂将其预置在汽化模样上对应的复合材料需要耐磨的表面，在40～60℃温度下加热硬化0.5～1h，以形成预置层，其中，碳化钨颗粒作为增强颗粒，高碳铬铁用于调节复合材料中碳化钨颗粒的体积分数；

D、浇注模样的粘结：用适量粘结剂连接所需汽化模样，在40～60℃温度下加热干燥1～1.5h，之后在汽化模样的表面及预置层表面涂上一层厚度为1～2mm的A步骤的耐火涂料，在40～60℃温度下加热硬化2～3h，得浇注模样；

E、造型：将D步骤的浇注模样置于对应的钢制模箱中，用粒度为40～60目的干石英砂覆盖，在振动频率为2900～3000次/分钟，振动时间为10s～30s条件下振动砂箱，使之形成所需透气性和紧实度的模箱；

F、真空实型铸渗：在真空度为0.02～0.06MPa的负压下，将基材金属液浇入模箱，通过真空产生的吸力和金属液对碳化钨颗粒的润湿，使金属液被吸进包含碳化钨颗粒的预置体中，待模箱冷却后，即得碳化钨颗粒增强金属基复合材料。

2、根据权利要求1所述的一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于所述B步骤的汽化模样的成型，还可用下列方法：根据所需零件结构制作对应的模具，按模具体积的1/8～1/12的量，在模具中加入泡沫珠粒，用现有技术中的发泡方法直接制备汽化模样。

3、根据权利要求1所述的一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于所述C步骤、D步骤使用的粘结剂是市购的质量百分比浓度为5～8％的聚乙烯醇水溶液或白乳胶。

4、根据权利要求1所述的一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于所述E步骤的砂箱振动，其振动方向为一维水平振动。

5、根据权利要求1所述的一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于所述F步骤的真空实型铸渗中，金属基材选择灰口铸铁，灰口铸铁的成分质量比(wt.％)为：C：3.1～3.3％，Si：1.5～1.8％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.06％，S≤0.06％，余量为Fe；采用现有的中频感应炉进行熔炼，孕育温度为1580～1590℃，浇注温度为1490～1500℃。

6、根据权利要求1所述的一种制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法，其特征在于所述F步骤的真空实型铸渗中，金属基材选择低铬铸铁，低铬铸铁的成分质量比(wt.％)为：C：2.4～2.6％，Si：0.7～1.0％，Mn：0.2～0.4％，Cr：3.8～4.2％，P≤0.06％，S≤0.06％，余量为Fe；采用现有的中频感应炉进行熔炼，孕育温度为1580～1590℃，浇注温度为1490～1500℃。