[发明专利]碳化钛增强铸铁材料及其铸件制造方法

说明书

提供一种碳化钛增强铸铁材料及其铸件制造方法，该碳化钛增强铸铁材料通过以下步骤制造：准备质量比为4.2‑5.6:1的钛块和碳块；将钛块放入真空度10^‑1‑10^‑2Pa熔炉中熔化，通过高速氩气气流，获得钛粉；将碳块机械破碎为300目以下的碳颗粒，将所述碳颗粒和钛粉放入所述熔炉中，通过高速氩气气流，形成碳粉和钛粉的均匀混合物；熔化球墨铸铁，将所述混合物加入到熔化的球墨铸铁中，保温预定时间后浇注获得铸态复合材料，再对铸态复合材料进行等温淬火热处理，获得所述铸铁材料。

技术领域

本发明涉及铁基复合材料领域，更具体地，涉及一种碳化钛增强铸铁材料及其铸件制造方法。

背景技术

随着社会和工业的发展，对结构件的性能要求也不断提高。因此，如何在已有高性能的铁基复合材料的基础上，进一步提高铁基复合材料及其铸件的强度和韧性成为了重要的研究课题，但这显然存在极大的困难且往往提升空间有限。

此外，对于车辆上使用的连接臂的制造方法复杂，成品率较低。

鉴于上述，本发明旨在提供一种碳化钛增强铸铁材料及其铸件制造方法，来解决上述的一个或多个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，申请人研究发现，通过改进粉末形成、复合和/或添加工艺，以及优化粉末的成分和比例，能够获得更高力学性能的铁基复合材料及其产品。同时，通过改进连接臂的结构和制造工艺，可以大大提高成品率。

对此，申请人的专利ZL202011287428.0已经提供了一种碳化钛增强铸铁材料及其制备方法，但是，该专利方法的制造成本仍然较高，或者说有进一步降低成本和简化工艺，以及提高生产效率的需求。

为此，申请人通过进一步的研究发现，省略铁粉及其制备步骤，将钛粉和碳粉作为混合物，可以获得基本相同的效果。基于此，根据本发明一方面，提供了一种碳化钛增强铸铁材料，其特征在于通过以下步骤制造：

准备质量比为4.2-5.6:1的钛块和碳块；

将钛块放入真空度10^-1-10^-2Pa熔炉中熔化，通过高速氩气气流获得球形度大于95％的、第一直径规格的钛粉；

将碳块机械破碎为300目以下的碳颗粒，将所述碳颗粒和钛粉放入所述熔炉中，通过高速氩气气流，将碳颗粒粉碎为小于第一直径规格的第二直径规格的碳粉，并形成碳粉和钛粉的均匀混合物；

熔化球墨铸铁，将所述混合物加入到熔化的球墨铸铁中，保温预定时间后浇注获得铸态复合材料，再对铸态复合材料进行等温淬火热处理，获得所述铸铁材料；

其中，所述混合物为所述球墨铸铁质量的0.4-2.4％，第一直径规格为15～20μm，第二直径规格为0.1-0.3μm；保温期间利用频率为5-10Mhz的超声波处理熔化的球墨铸铁，所述超声波集中施加在球墨铸铁溶液的上层或浅层。

根据本发明又一方面，还提供了一种碳化钛增强铸铁材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

准备质量比为4.2-5.6:1的钛块和碳块；

将钛块放入真空度10^-1-10^-2Pa熔炉中熔化，通过高速氩气气流获得球形度大于95％的、第一直径规格的钛粉；

将碳块机械破碎为300目以下的碳颗粒，将所述碳颗粒和钛粉放入所述熔炉中，通过高速氩气气流，将碳颗粒粉碎为小于第一直径规格的第二直径规格的碳粉，并形成碳粉和钛粉的均匀混合物；

熔化球墨铸铁，将所述混合物加入到熔化的球墨铸铁中，保温预定时间后浇注获得铸态复合材料，再对铸态复合材料进行等温淬火热处理，获得所述铸铁材料；