[发明专利]一种非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，所述具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法包括以下步骤：

步骤一，对与钢铁熔体非浸润的陶瓷颗粒进行表面预处理，获得具有核壳结构的颗粒；

步骤二，将具有核壳结构的陶瓷颗粒放入型腔，熔炼钢铁并浇入型腔中，即得具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料。

2.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，步骤一中，所述表面预处理为：将高活性的微粉与粘结剂混合均匀，然后将混合物通过物理吸附作用包裹在陶瓷颗粒表面；

所述的与钢铁熔体非浸润的陶瓷颗粒包括氧化铝、氧化锆增韧氧化铝、氧化铝强化氧化锆、氧化锆中的一种或几种任意比例混合；所述的高活性的微粉为氧化铝、碳化硼、碳化硅、氧化钛中的一种或几种任意比例混合物。

3.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，所述的粘结剂为水玻璃、磷酸二氢铝、硅溶胶中的任意一种。

4.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，步骤二中，所述熔炼钢铁的具体步骤如下：

(1)将废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍铁、回炉料和电解铜预热至300～400℃，保温2小时以上；

(2)熔炼铁水：将废钢、生铁投入熔炼炉内，升温至1500～1580℃，得到铁水；

(3)加Cr、Mn、Si、Ni、Mn、Cu：在1520～1550℃条件下，向步骤(2)所得铁水中加入铬铁、钼铁、硅铁、镍铁、回炉料、电解铜、增碳剂进行熔炼，得到合金液；

(4)在1500～1520℃条件下，向合金液中加入脱氧剂，反应3～6分钟；

(5)在1550～1580℃条件下，静置3～5分钟，将合金液出炉至浇包中，浇入型腔。

5.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，在表面预处理中，所述高活性的微粉与粘结剂的质量比为0.5～3.5。

6.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，在表面预处理中，所述混合物与陶瓷颗粒的质量比为0.04～0.4。

7.如权利要求1所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，在表面预处理中，所述的物理吸附作用通过机械搅拌、球磨方法实现。

8.如权利要求4所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法，其特征在于，所述的合金液为高铬铸铁、高锰钢、合金钢中的任意一种。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的具有反应型界面过渡区的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料及其重力铸造制备方法制备的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料。

10.如权利要求9所述的非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料，其特征在于，所述非浸润型陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料具有反应型界面过渡区，所述的反应型界面过渡区的宽度为5～30μm。