[发明专利]耐高温碳化硅基瓷复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承套材料，尤其是一种轴承套材料的制备方法。

背景技术

水泵内部连接轴承的轴，必须采用轴承套，轴承套在水泵的机构中是一种易耗品，在高温、缺水、缺油的条件下经常容易烧坏，而更换轴承套非常麻烦，消耗大量的人力和配件。

现有的钢质轴承套，已经难以满足水泵长时间稳定运行的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种耐高温碳化硅基瓷复合材料制备方法，可制备能够用于轴承套的优质碳化硅基瓷复合材料，具有高强度、低密度、高导热率和高比刚度的优点；本发明采用的技术方案是：

一种耐高温碳化硅基瓷复合材料制备方法，包括下述步骤：

步骤S1，制备基材：所述基材的原料按照质量百分比计算，包括：绑结剂8～5%，镁粉0.5～1.0%，其余为碳化硅微粒；将绑结剂加入质量为绑结剂质量的6～9倍的水中，搅拌产生泡沫，然后滴加消泡剂进行消泡；随后分别加入镁粉和碳化硅微粒，搅拌均匀，倒入模具内压铸成型；

步骤S2，烧结基材：将压铸成型的基材投入加热炉内，在10～30分钟内加热到温度200～300℃，保持加热10～30分钟；然后在10～30分钟内加热到1500～1800℃，保持加热10～30分钟；

步骤S3，基材渗硅胶：将烧结后的基材投入迁渗炉内，在负压的条件下，同时将硅胶液倾倒在基材上，倾倒完毕后向迁渗炉内充入保护性气体，使腔体内加压至大于一个大气压，加压时间1～3分钟，加压后，将渗完硅胶的基材从迁渗炉取出，最后缓慢凝结即可。

进一步地，所述绑结剂为羟丙基甲基纤维素。

进一步地，步骤S3中，硅胶液中按质量百分比计算，包括：68～70%硅胶和30～32%烷烃。

进一步地，步骤S3中，渗硅胶时，硅胶的质量占比占基材和硅胶总质量的5%～6%。

进一步地，步骤S3中，负压条件为负压-0.04Mpa～-0.06MPa。

更进一步地，步骤S3中，负压条件为负压-0.05MPa。

进一步地，步骤S3中，充入保护性气体加压至0.7～0.9MPa。

进一步地，步骤S3中，充入保护性气体加压至0.8MPa。

进一步地，步骤S3中，向迁渗炉内充入的保护性气体为氮气或氦气。

本发明的优点在于：

1）低密度，密度2.18g/cm³，基本与常规铝合金相当，密度仅是钢的1/3，凸显了本基瓷新材料的低密度性；

2）高比强度，本基瓷新材料的强度在400~700Mpa，其比强度大约为常规钢强度的三倍；

3）导热性好，导热率为180～245W/m×K，检测标准：GB/T3651-83《金属高温导热系数测量方法》；

4）高比刚度，本基瓷新材料弹性模量E大约为80~140GPa，常用的金属合金的弹性模量E大约为70GPa。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

耐高温碳化硅基瓷复合材料制备方法，包括下述步骤：

步骤S1，制备基材：所述基材的原料按照质量百分比计算，包括：绑结剂8～5%，镁粉0.5～1.0%，其余为碳化硅微粒；碳化硅微粒的大小，通常宽度在0.2～0.5微米；绑结剂为羟丙基甲基纤维素；

将绑结剂加入质量为绑结剂质量的6～9倍的水中，搅拌产生泡沫，然后滴加消泡剂1～2滴进行消泡；随后分别加入镁粉和碳化硅微粒，搅拌均匀，倒入模具内压铸成型；所述原料的质量百分数为：绑结剂8～5%，镁粉0.5～1.0%，其余为碳化硅微粒，所述绑结剂为羟丙基甲基纤维素；

步骤S2，烧结基材：将压铸成型的基材投入远红外加热炉内，在10～30分钟内加热到温度200～300℃，保持加热10～30分钟，然后在10～30分钟内加热到1500～1800℃，保持加热10～30分钟；

此步骤中，在10～30分钟内加热到温度200～300℃，保持加热10～30分钟，作用在于烧去绑结剂羟丙基甲基纤维素；

然后继续在10～30分钟内加热到1500～1800℃，保持加热10～30分钟，作用在于使得碳化硅微粒相互烧结成整体；