[发明专利]一种粉末冶金法生产碳化硅铝基复合材料用粘结剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘结剂，特别是一种粉末冶金法生产碳化硅铝基复合材料用粘结剂。

背景技术

碳化硅铝基复合材料由于具有高比强、高比模、耐高温、耐磨、耐疲劳、热膨胀系数小、尺寸稳定性好等优异的综合性能，在航空航天、军工、汽车等领域中应用前景广阔，已成为国内外重点研究开发的先进复合材料。碳化硅铝基复合材料的制备工艺有多种，但到目前为止，比较成熟的方法有粉末冶金法、铸造法、喷射沉积法、挤压渗透法和真空吸铸法。但最常用的和最有竞争力的方法是粉末冶金法。先将碳化硅颗粒和微晶铝合金粉按一定比例均匀混合，制得复合坯料，用模具经冷压成型，然后加热到固液两相区进行真空或气氛热压制成复合材料锭块，再经过二次加工制成型材和零件。

粉末冶金法生产碳化硅铝基复合材料，复合坯料在模具冷压成型工艺之前需要用粘结剂对复合坯料进行处理，以保证碳化硅颗粒和微晶铝合金粉均匀分布的一致性，防止因复合材料彼此之间比重的差异而导致组分分离，粘结剂在粉末冶金法生产碳化硅铝基复合材料中起着十分重要的作用，粘结剂的好坏，将直接影响产品的性能。目前使用的粘结剂有采用以乙烯和丙烯为单体成分的共聚物构成的，有采用室温下是液体的环氧树脂和至少有一个选自氨基、羧基的官能团的固化剂的，以甲苯或丙酮作为溶剂的，这些粘结剂高度可燃，与微晶铝合金粉混合存在火灾和爆炸的危险，且沸点高、易残留，烧结加热到固液两相区时，产品易起泡、开裂，严重影响产品的成品率及产品的物理性能，且加热时挥发的气体严重污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种沸点低、烧结性能好、对环境无污染的粉末冶金法生产碳化硅铝基复合材料用粘结剂。

本发明的粘结剂由植物蛋白（vegetable protein）、虫胶（Laccifer lacca）、聚氨酯胶（polyurethane）分别溶于甘油（（CH2-OH）2CH-OH）溶剂而成，其植物蛋白:虫胶:聚氨酯胶粘剂:甘油的质量比为8:14:3:75。使用时，本发明粘结剂与复合合金粉末造粒坯料用量的质量比为1:5~10，按此比例混合，加热至45℃搅拌均匀至粘结状，粘结度在外力作用下能粘结成团也能使其分散为适宜，用模具经冷压成型，再经过干燥、烧结得碳化硅铝基复合材料。

具体实施方式

按质量份数分别取8份植物蛋白、14份虫胶、3份聚氨酯胶粘剂，将其按顺序分别溶入质量份数为75份的甘油溶剂中并搅拌均匀；将调制好的粘结剂和复合合金粉末造粒坯料按1:8的质量比混合，加热至40-60℃搅拌至粘稠状。

本发明的粘结剂沸点低（330-350℃），甘油溶剂沸点为290℃，在常温状态下粘结性能好；粘结剂成份加热后易排出，不影响复合材料性能，且能增加湿润性，有效改善复合材料烧结性能。其粘结强度非常大，对环境无污染。