[发明专利]一种三维网状预制体的制备工艺及三维网状预制体

说明书

本申请公开一种三维网状预制体的制备工艺及三维网状预制体，包括以下步骤：S1.将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料分别破碎后混匀，得到混合料；S2.将混合料置入模具后，将模具置于感应外场中进行压力烧结，得到所述三维网状预制体。使获得的预制体包括硬质相的增强颗粒、非硬质相的铁及多尺度孔道，一方面解决了高组分、小粒径的微粒形成，另一方面通过金属粉的连接，使预制体在后续的复合材料制备时微米颗粒、纳米颗粒整体呈弥散分布，预制体获得较高的强度，为后期复合材料制备创造良好的条件，也消除了后期铸造复合材料时易产生气孔、夹渣、裂纹等的缺陷。

技术领域

本申请涉及预制体制备技术领域，特别涉及一种三维网状预制体的制备工艺及三维网状预制体。

背景技术

耐磨材料构件在服役过程中仅表面受到磨料磨损，通过复合的方法强化耐磨材料的构件表层是耐磨材料的发展方向：复合材料制备方法通常将陶瓷颗粒或能形成陶瓷颗粒的粉体制备成预制体，结合铸渗法在耐磨构件服役面制得耐磨表层复合材料；铸渗法是将陶瓷颗粒预制成具有一定强度的预制体，置于铸型需增强的部位，浇注金属液凝固冷却即得到陶瓷颗粒增强表层耐磨复合材料。

现有技术中CN101899585B及CN101899586B公开了两种将增强体颗粒制备成预制体的方法，但以上方法中，对于粒径较小如500μm以下的具有优良耐磨性的陶瓷微粒，会由于微粒间的孔隙过小以及钢铁的流动性等因素的限制，制得的预制体很难通过铸渗法制备耐磨复合材料，且获得的预制体质量较差，实际使用过程中使用寿命相对较短。

发明内容

本申请的主要目的是提供一种三维网状预制体的制备工艺及三维网状预制体，旨在解决现有的预制体原料采用粒径较小的陶瓷微粒时，获得的预制体质量较差，使用寿命短的技术问题。

为实现上述目的，本申请提出一种三维网状预制体的制备工艺，包括以下步骤：

S1.将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料分别破碎后混匀，得到混合料；

S2.将混合料置入模具后，将模具置于感应外场中进行压力烧结，得到所述三维网状预制体。

将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料采用球磨或其它方式破碎，将破碎后的原料均匀混制得到混合料；之后将混合料置入对应的模具中，模具可为正六边形结构或其它形状的模具，适应生产需求即可，之后再将模具和内部的混合料同步置于电磁感应外场中进行加热烧结，可以使烧结效果更佳，获得的预制体具有更好的强度和使用寿命；同时，在烧结时需要提供压力，以控制混合料中的孔隙情况，最终制备得到的预制体具有更好的稳定性。

优选地，所述三维网状预制体的体积2400cm³时，感应外场的频率为10000-20000Hz；

所述三维网状预制体的体积为2400-5400cm³时，感应外场的频率为5000-10000Hz；

所述三维网状预制体的体积为5400-9600cm³时，感应外场的频率为1000-5000Hz；

所述三维网状预制体的体积为9600-15000cm³时，感应外场的频率为500-1000Hz；

所述三维网状预制体的体积为15000-21600cm³时，感应外场的频率500Hz。

由于三维网状预制体的体积可调整的范围较大，本方案中的对于不同体积的预制体设定了最适宜的感应外场频率范围，在各体积所对应的感应外场频率范围内进行加热烧结，可使获得的预制体具有更好的烧结效果，进一步提高预制体的稳定性。