一種鐵基復合材料的制備方法、及鐵基復合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵基復合材料的制備方法，依次包括如下的步驟：步驟一、稱取配料進行球磨混合，混合時間為3小時；得到混合粉末；步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在700Mpa的壓力下壓制；得到坯料；步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結，得到燒結后的合金塊；步驟四、將所述步驟三處理后的合金塊進行熱處理；得到本發(fā)明所述的鐵基復合材料。本發(fā)明制備得到的鐵基復合材料不僅具有高的韌性，而且具有超高強度和超高耐磨性，特別適合汽車發(fā)動機零件。
【專利說明】一種鐵基復合材料的制備方法、及鐵基復合材料

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于粉末冶金的【技術領域】，具體地，涉及一種鐵基復合材料的制備方法。

【背景技術】
[0002]隨著科學進步，材料對于工業(yè)領域的重要性越來越突出，單一材料難以滿足要求，而復合材料具有強度高、彈性模量高和密度小等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到重視并得到應用。其中尤以金屬基復合材料備受關注。但在以前的研究工作中，注意力主要集中在鋁基、鎂基等輕金屬基復合材料上，相對來說對鐵基復合材料的研究較少。然而不容忽視的是鐵基復合材料引入了鐵這一廉價而又豐富的原材料，能在大范圍內(nèi)推廣，如發(fā)動機零件等在高溫、高速、耐磨損條件下運行的結構件，鐵基復合材料更適合它們的工作需要，其性價比要高于鋁基、鎂基復合材料。所以從經(jīng)濟成木、實際應用效果兩方而綜合考慮.必須重視鐵基復合材料的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種鐵基復合材料的制備方法、以及由該制備方法制備得到的鐵基復合材料。本發(fā)明方法采用特定的配方和工藝，制備得到的鐵基復合材料不僅具有高的韌性，而且具有超高強度和超高耐磨性，特別適合汽車發(fā)動機零件。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種鐵基復合材料的制備方法，可以依次包括如下的步驟:
[0005]步驟一、稱取以下重量份數(shù)的配料:10份的Mo粉，10份的Ni粉，2.5份的C粉，1.2份的P粉和150份的Fe粉，所述粉末粒度均為150?200目，加入3重量份的潤滑劑進行球磨混合，混合時間為3小時；得到混合粉末；
[0006]步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在700Mpa的壓力下壓制；得到坯料；
[0007]步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結，所述二期燒結包括前期燒結和后期燒結:前期燒結為真空燒結，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為1350°C下保溫3小時；后期燒結為氬氣氣氛燒結，充入氬氣，使壓強達到20Mpa，在溫度1350°C保溫3小時；得到燒結后的合金塊；
[0008]步驟四、將所述步驟三處理后的合金塊進行熱處理；得到本發(fā)明所述的鐵基復合材料。
[0009]所述熱處理工藝依次包括:等溫淬火、高頻淬火和回火；
[0010]所述等溫淬火工藝為:加熱至850?1080°C保溫10?30min，然后在500?480°C等溫處理3?4h，水冷；
[0011]所述高頻淬火工藝為:溫度為900?1000°C，加熱速度為300?500°C /s ;加熱時間3?5s，同時加熱淬火，急速冷卻；
[0012]所述回火工藝為:在100?180°C，保溫60?120min。
[0013]所述潤滑劑為硬脂酸鋅。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0015](I)本發(fā)明方法采用特定的配方和工藝，制備得到的鐵基復合材料不僅具有高的韌性，而且具有超高強度和超高耐磨性，特別適合汽車發(fā)動機零件。
[0016](2)本發(fā)明采用特定的熱處理，有效地提高了產(chǎn)品的硬度和耐磨性。
[0017](3)本發(fā)明采用特定的燒結工藝，即將真空燒結和氣氛燒結結合應用，進一步提高了產(chǎn)品致密性。

【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結合具體實施例作進一步說明。應理解，這些實施例僅用于對本發(fā)明進一步說明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明所述的內(nèi)容后，該領域的技術人員對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改動或調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0019]實施例
[0020]實施例1
[0021]一種鐵基復合材料的制備方法，其特征在于，可以依次包括如下的步驟:
[0022]步驟一、稱取以下重量份數(shù)的配料:10份的Mo粉，10份的Ni粉，2.5份的C粉，1.2份的P粉和150份的Fe粉，所述粉末粒度均為150?200目，加入3重量份的硬脂酸鋅進行球磨混合，混合時間為3小時；得到混合粉末；
[0023]步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在700Mpa的壓力下壓制；得到坯料；
[0024]步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結，所述二期燒結包括前期燒結和后期燒結:前期燒結為真空燒結，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為1350°C下保溫3小時；后期燒結為氬氣氣氛燒結，充入氬氣，使壓強達到20Mpa，在溫度1350°C保溫3小時；得到燒結后的合金塊；
[0025]步驟四、將所述步驟三處理后的合金塊進行熱處理；所述熱處理工藝依次包括:等溫淬火、高頻淬火和回火；
[0026]所述等溫淬火工藝為:加熱至850?1080°C保溫10?30min，然后在500?480°C等溫處理3?4h，水冷；
[0027]所述高頻淬火工藝為:溫度為900?1000°C，加熱速度為300?500°C /s ;加熱時間3?5s，同時加熱淬火，急速冷卻；
[0028]所述回火工藝為:在100?180°C，保溫60?120min。得到本發(fā)明所述的鐵基復合材料。
[0029]制備得到的鐵基復合材料具有特別優(yōu)良的物理性能。硬度(HRC)達到75，抗彎強度達1500Mpa，沖擊韌性達到9.6J.cm_2。
[0030]如上所述，便可以較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
【權利要求】
1.一種鐵基復合材料的制備方法，其特征在于，可以依次包括如下的步驟: 步驟一、稱取以下重量份數(shù)的配料:10份的Mo粉，10份的Ni粉，2.5份的C粉，1.2份的P粉和150份的Fe粉，所述粉末粒度均為150?200目，加入3重量份的潤滑劑進行球磨混合，混合時間為3小時；得到混合粉末； 步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在700Mpa的壓力下壓制；得到坯料； 步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結，所述二期燒結包括前期燒結和后期燒結:前期燒結為真空燒結，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為1350°C下保溫3小時；后期燒結為氬氣氣氛燒結，充入氬氣，使壓強達到20Mpa，在溫度1350°C保溫3小時；得到燒結后的合金塊； 步驟四、將所述步驟三處理后的合金塊進行熱處理；得到本發(fā)明所述的鐵基復合材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵基復合材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理工藝依次包括:等溫淬火、高頻淬火和回火； 所述等溫淬火工藝為:加熱至850?1080°C保溫10?30min，然后在500?480°C等溫處理3?4h，水冷； 所述高頻淬火工藝為:溫度為900?1000°C，加熱速度為300?500°C /s ;加熱時間3?5s,同時加熱淬火，急速冷卻； 所述回火工藝為:在100?180°C，保溫60?120min。
3.權利要求1所述的鐵基復合材料的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。
4.鐵基復合材料，采用上述任意一項權利要求制備得到。
【文檔編號】C22C33/02GK104404365SQ201410724182
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權日:2014年12月2日
【發(fā)明者】姚國強 申請人:寧波新睦新材料有限公司