[发明专利]一种铁制工艺品配方及其制备工艺

说明书

本申请涉及金属制品的领域，具体公开了一种铁制工艺品配方及其制备工艺。工艺品包括纯铁、铌铁、镓、锌粉、稀土、二氧化锆、银包铜金属粉；其制备方法为：将纯铁、锌粉、稀土和二氧化锆依次进行球磨处理，随后将球磨后的纯铁、锌粉、稀土和二氧化锆与铌铁、镓和银包铜金属粉相互混合均匀；将原料加入到冶金设备中，在冶金设备的底部吹送干燥的氩气，静置后注入模具中，即得铁制品。本申请利用二氧化锆和稀土提高铁制工艺品的结构致密性和耐高温性能，从而提高产品的高温耐疲劳性能。

技术领域

本申请涉及金属制品的领域，更具体地说，它涉及一种铁制工艺品配方及其制备工艺。

背景技术

工艺品来源于生活，又创造了高于生活的价值，是人类智慧的结晶，充分体现了人类的创造性和艺术性。铁在自然界中分布极为广泛，可以加工成各式各样美丽的装饰品或家居摆件，被认为是工业生产中最有用、最价廉、最丰富、最重要的金属。

铁制工艺品在加工成不同形状的过程中，需要在高温环境中加工，由于热胀冷缩原理导致内部应力的不断积累，慢慢在铁制品表面产生疲劳裂痕，最终以断裂的形式来彻底松弛疲劳破坏，导致铁制工艺品损坏。

目前，铁制工艺品由于材料的成分导致内部结构不够致密，存在缺陷，且不耐高温，铁制工艺品在高温条件下加工过程中，应力容易集中在结构疏松的缺陷位置，成为疲劳源的所在地，同时高温环境使铁制工艺品发脆，极易发生断裂，造成损失。

发明内容

为了改善铁制工艺品的高温耐疲劳性能，提高铁制工艺品在加工过程中的良品率，本申请提供一种铁制工艺品配方及其制备工艺。

第一方面，本申请提供一种铁制工艺品配方，采用如下的技术方案：

一种铁制工艺品配方，包括以下重量份数的原料：

纯铁：84份-98份；

铌铁：1.3份-2.9份；

镓：1.5份-2.5份；

锌粉：24份-35份；

稀土：28份-34份；

二氧化锆：22份-28份；

银包铜金属粉：34份-43份。

通过采用上述技术方案，由于锌具有独特的反应活性和还原能力，可以阻断铁的过氧化反应，延迟氧化反应的时间，同时银包铜金属粉具有极佳的抗氧化性能，整体提高铁质品的耐老化能力；利用二氧化锆提高铁制品的耐磨性能和耐热性能，稀土可以在合金结晶过程中抑制晶粒的体积，增加晶粒数，细化晶粒，形成致密结构，从而减少铁制工艺品加工时的应力集中，整体提高铁制品的高温耐疲劳、耐磨和耐老化性能，提高铁制工艺品加工过程中的良品率。

优选的，所述纯铁采用表面处理剂预先进行表面改性处理，所述表面处理剂由以下步骤制备而成：将重量份数为45份-64份的聚丙烯酰胺和23份-27份的无机硅树脂搅拌5min-10min，随后加入重量份数为2份-5份硅烷偶联剂、4份-8份成膜助剂、11份-15份氧化硼和6份-9份二氧化硅，以10℃/min的速率升高到温度为120℃-140℃，保温30min-40min，即得表面处理剂。

通过采用上述技术方案，利用二氧化硅引入硅原子，可以与铁原子在纯铁颗粒表面络合形成层状组织结构，利用无机硅树脂填充在层状组织结构的孔隙间，形成致密牢固的耐高温络合物膜层，可以隔绝空气中氧气在纯铁颗粒表面的渗透，起到抗氧化、耐老化的作用。

优选的，所述成膜助剂为丙二醇乙醚、醇酯十二和乙二醇中的一种或几种混合物。

通过采用上述技术方案，丙二醇乙醚、醇酯十二和乙二醇均具有适宜的挥发速度，可以提供优良的聚结性能，且不影响体系中各组分的稳定性，提高纯铁颗粒表面上成膜的致密性。

优选的，所述硅烷偶联剂为KH550、DL602和KH570中的一种或几种混合物。

优选的，所述二氧化锆与稀土的质量比为3：4。