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专利摘要

本发明涉及金属基复合材料制备技术领域，具体为一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，包含以下步骤：S1制备预制体模具：利用绘图软件绘制预制体模具并使用3D打印制备模具；S2制备预制体材料：将陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂放入球磨机中进行混合，得到混合料；S3制备预制体：将混合料倒入预制体模具中烧结固化，烧结固化后拼接成完整预制体；S4制备复合材料：将完整预制体放入铸造型腔中，浇铸金属基体，冷却后即制得层状复合材料。本申请使用拼接体拼接形成预制体，进而使得预制体能够形成成分梯度，解决了现有预制体成分单一，导致材料耐磨性能下降的技术问题。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311100232.X
申请日期:
2023-08-29
专利申请人:
昆明理工大学
分类号:
B22D19/00 ; B22F1/10 ; B22F1/105 ; B22F9/04 ; B22F3/105 ; B22F7/06 ; C22C29/08 ; C22C29/06 ; C22C29/10 ; C22C29/12
发明/设计人:
权利要求: 1.一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1制备预制体模具：制备多块拼接体，所述拼接体设有榫卯结构用于拼装形成完整预制体；S2制备预制体材料：将陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂放入球磨机中进行混合，得到混合料；S3制备预制体：将混合料倒入预制体模具中烧结固化，烧结固化后拼接成完整预制体；S4制备复合材料：将完整预制体放入铸造型腔中，浇铸金属基体，冷却后即制得层状复合材料。2.根据权利要求1所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S1中拼接体包括正面和背面拼接体；左侧面和右侧面拼接体；底面和顶面拼接体以及内层拼接体。3.根据权利要求1所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S1中拼接体开设有圆孔，所述圆孔直径为5～50mm，所述圆孔相邻间距为mm，圆孔数量为2～10个。4.根据权利要求1～3中任意所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S1中拼接体的厚度为8～12mm。5.本发明还提供了一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S1中榫卯结构设置在拼接体的侧边，包括榫部和匹配的卯部；所述榫部包括榫端部和榫根部，所述榫端部与榫根部宽度比为1.76～1.9，椎角为75～80°。6.根据权利要求5所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S2中陶瓷颗粒包括为(碳化钨)陶瓷颗粒、ZTA(氧化锆增韧氧化铝)陶瓷颗粒、TiC(碳化钛)陶瓷颗粒、SiC(碳化硅)陶瓷颗粒中任意一种，所述陶瓷颗粒粒径为70～140μm；所述合金成分包括镍60粉、镍粉和高碳铬铁粉；所述镍60粉、高碳铬铁粉的粒径为100～250μm，镍粉的粒径为50～80μm；所述粘结剂包括水玻璃、硼砂+碳酸钠、聚乙烯醇、环氧树脂、铝溶胶、硅溶胶中的任意一种。7.根据权利要求6所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S2中混合料中陶瓷颗粒所占质量分数为30～40％，镍60粉所占质量分数为20～30％，镍粉所占质量分数为10～20％,高碳铬铁粉所占质量分数为30～40％,粘结剂所占质量分数4～6％。8.根据权利要求7所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S3中烧结固化方式为微波烧结，所述固化温度为120～150℃，固化时间为20～30min。9.根据权利要求6所述的一种空间层状陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述S4中金属基体材料为高锰钢、高铬铸铁和45钢中的一种。