[发明专利]一种提高金属基复合材料性能的成型压铸工艺

说明书

一种提高金属基复合材料性能的成型压铸工艺，包括压机的工作台，所述工作台的上表面固定安装有套模，所述套模的中部开有截面为倒锥形的通孔，所述工作台的中部穿过有压机的顶升杆，所述顶升杆的顶面与底板接触，所述底板的顶面放置成型模具组件，所述底板的外径与套模底部的内孔内径匹配；所述套模的外部安装有电加热装置；还包括与套模顶面匹配的盖板，所述盖板的中部通过圆柱销固定压头；本发明有效的解决了采用粉末冶金和挤压铸造法制备金属基复合材料，存在粘黏剂杂质、气孔率较高及同一模压铸的产品复合材料性能质量有差异等问题，采用该方法制备的金属基复合材料，无粘结剂杂质、气孔率低、金属液渗透良好，材料综合性能好。

技术领域

本发明涉及金属基复合材料制备工艺技术领域，尤其是一种提高金属基复合材料性能的成型压铸工艺。

背景技术

近年来，随着科技与经济的快速发展，对轻量化、高导热、低膨胀材料的大量需求，促使金属基复合材料地飞速发展。

金属基复合材料综合金属本身性能和陶瓷材料的性能，无论是在强韧性、耐磨性、耐热性、散热性以及硬度强度方面都远远优于基体金属。

制造金属基复合材料的制备工艺方法目前大至可分为两种：

一种是固相工艺，即指金属基体和陶瓷颗粒都处于固态下进行复合的工艺。具有代表性的是粉末冶金方法，但通常在制备过程中需加入粘结剂，结果导致材料成品含有杂质。另外，预制块中的空气无法有效排出，在高压情况下形成气团，气团越多其制得的复合材料导热性能越差，而且气团也会影响后续金属液的致密性，不利于复合材料的生产；

另一种是液相工艺，即指金属基体在熔融状态下与陶瓷颗粒进行复合的工艺。具有代表性的是挤压铸造方法，虽然铸造工艺较为简单，但基体之间的润湿性较差，在挤压铸造过程中容易导致材料甚至模具的开裂，界面之间在高温状态下两种物质可能发生物理或化学反应生产化合物，导致制备出的金属基复合材料性能不高，而且金属液各区域凝固速度及压铸压力的不均匀也会导致最终陶瓷颗粒间隙中基体金属致密度和性能不一，降低了最终金属基陶瓷复合材料的整体性能。

如何解决固相工艺和液相工艺中所产生的问题，提高产品的综合性能，是金属基复合材料发展研究中的一个关键性问题。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种提高金属基复合材料性能的成型压铸工艺，从而大大提高了工作可靠性，提高产品的综合性能。

本发明所采用的技术方案如下：

一种提高金属基复合材料性能的成型压铸工艺，包括压机的工作台，所述工作台的上表面固定安装有套模，所述套模的中部开有截面为倒锥形的通孔，所述工作台的中部穿过有压机的顶升杆，所述顶升杆的顶面与底板接触，所述底板的顶面放置成型模具组件，所述底板的外径与套模底部的内孔内径匹配；所述套模的外部安装有电加热装置；

还包括与套模顶面匹配的盖板，所述盖板的中部通过圆柱销固定压头；

其具体工艺步骤如下：

第一步：压头的圆柱表面套有一圆形盖板，所述盖板的中部设置有圆柱套，圆柱套位置装有圆柱销，圆柱销插入压头外圆的键槽之中，圆柱销与键槽底面保留有相对竖直运动的间隙，实现盖板沿压头外圆表面上下移动，盖板对压头的相对运动范围等于圆柱销对键槽的相对运动范围；

第二步：对套模内壁、底板、顶升杆上表面、盖板底面喷涂脱模剂，随后将套模、底板和顶升杆完成组装；

第三步：将陶瓷粉末按配比进行混合，并充分搅拌，得到粉料；

第四步：将成型模具组件的各组成零件逐一喷涂脱模剂，然后进行组装；

第五步：将搅拌均匀的粉料灌装入组装好的成型模具组件的腔内，振动并压实；