專利名稱：一種炭硼材料的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及炭硼復(fù)合材料，具體為一種炭硼材料的熱處理方法。
背景技術(shù)：
選用超細(xì)石油焦粉為主成分，再加AiS量的土狀石墨和碳化硼粉(B4C)，通 過混捏、壓型、焙燒后兩次浸瀝青、二次焙燒后的炭硼毛坯。其中超細(xì)石油焦和 瀝青炭化后的炭組分微觀結(jié)構(gòu)仍然屬于典型的亂層堆積結(jié)構(gòu)，而碳化硼粉組分的 結(jié)構(gòu)和性能也未發(fā)生明顯改變。通過炭化后的瀝青把各個組成部分結(jié)合成為整體
毛坯，此種毛坯的硬度高，脆性大，機(jī)f勵n工性能極差，如果不再進(jìn)行熱處理， 就無法加工成要求尺寸的零件，失去了用做工程材料的價值。只有通皿宜的熱 處理工藝制度，將材料的硬度、脆性、物理力學(xué)性能和可加工性能調(diào)整到與工作 條件相適應(yīng)，才能使材料的優(yōu)良性能得以發(fā)揮。本發(fā)明就是針對炭硼復(fù)合材料進(jìn) 行熱處理改性，拓寬其應(yīng)用的一種方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種炭硼材料的熱處理方法，它就賺品炭硼復(fù)合材 茅tt坯熱處理改性方法，把該材料用做制備浸銀、浸銅復(fù)合材料的基體，進(jìn)而制 備出具有高強(qiáng)度、潤滑、密封、耐磨、耐高溫靴良性能的密封材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種炭硼材料的熱處理方法，以25(K30(TC/小時升溫到 85(H95(TC后，繼續(xù)以20 50'C/小時升溫到1250 135(TC，保溫1~3小時，隨爐冷 卻至50。C以下出爐；再調(diào)換基體在爐中的位置，重復(fù)上述工藝，即均熱化處理。 在熱處理過程中，通過N2或Ar保護(hù)。
本發(fā)明熱處理的材料為焙燒品炭硼毛坯，其制備工藝如下 將《5,超細(xì)石油焦粉，《45拜的天然土狀石墨，《3.5拜的碳化硼粉，按 重量比計(jì)，超細(xì)石油焦粉天然土狀石墨碳化硼教^=70 85: 5 15: 10 20，采 用傳統(tǒng)工藝混捏、壓型、浸兩次瀝青、焙燒三次制成毛坯。本發(fā)明中所用的瀝青為中溫煤焦油瀝青，浸漬瀝青時的鵬為17(M9(TC， 壓力為0.6 lMPa，焙燒溫度為850^95(TC，獲得要求成分的焙燒品基體，其密 度為1.70g/cm3~1.72g/cm3，肖氏硬度在95~110之間。
本發(fā)明選用的設(shè)備為100KW中頻感應(yīng)爐，其爐膛尺寸為①300x700mm，可 控制升溫到220(TC左右，熱處理爐每層裝入①62x80mm炭硼毛坯15 20個，由 爐膛底部開始裝1^6層。第一次熱處理之后，調(diào)換基ME爐中的位置，把l、 2、 3層分別和6、 5、 4層位置對調(diào)，進(jìn)行均熱化處理，其工藝同上。
經(jīng)上述熱處理的基體的密度增加到1.80g/cm3~1.82g/Cm3，肖氏硬度降低至 75~85，其加工性能獲得明顯改善，具備了制備浸金屬機(jī)械密封材料的剝牛。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明熱處理方法解決了毛坯開裂、脆性大、難以加工的技術(shù)難題，使材 料的肖氏硬度降低至80左右，密度由1.70g/cm3左右提高到1.80g/cm3以上。
2、 本發(fā)明以超細(xì)石油焦為主要成分，保證了基體的高強(qiáng)度；通過加A3S量的 天然土狀石墨提高基體的潤滑性和韌性；加入碳化硼粉既可以提高強(qiáng)度和增加耐 磨性，又可促進(jìn)石墨化、斷氏熱處理驗(yàn)，如果配方中不加入10-20%wt的碳化 硼粉，則在1250 135(TC的溫度范圍內(nèi)的，不可能到得到1.80g/cm3 1.82g/cm3、 肖氏硬度為75 85的材料。
具體實(shí)駄式 實(shí)施例l
將配方為超細(xì)石油焦土狀石墨碳化硼私^77: 8: 15，經(jīng)兩次浸漬瀝青， 三次火告燒后的062x80mm炭硼毛坯分6層^A爐膛為①300x700mm， 100千瓦中 頻感應(yīng)爐的爐膛內(nèi)，每層15個基體用N^尉戶，以28(TC/小時，升至90(TC，再 以25TV小時，升至130(TC，并保溫2小時后，隨爐冷卻至5(TC以下。對調(diào)1~6 層，2~5， 3~4層樣品，再按上述工藝處理一次。
本發(fā)明中所用的瀝青為中溫煤焦油瀝青，浸漬瀝青時的溫度為180°C，壓力 為0.8MPa，銜燒溫度為900°C，獲得要求成分的焙燒品基體，其密度為1.70g/cm3， 肖氏硬度IOO。處理后基體的密度為1.81^cm3，肖氏硬度為80，加工性能吸顯改 善，可加工成要求尺寸的浸金屬基體。
實(shí)施例2
與實(shí)施例1不同之處在于將配方為超細(xì)石油焦土狀石墨碳化硼粉^70: 10: 20，經(jīng)兩次浸漬瀝青， 三次焙燒后的O62x80mm炭硼毛坯分6層裝入爐膛為0300x700mm， 100千瓦中 頻感應(yīng)爐的爐膛內(nèi)，每層15個基體用N2保護(hù)，以25(TC/小時，升至90(TC，再 以40。C/小時，升至1250。C，并保溫3小時后，隨爐冷卻至5(TC以下。對調(diào)1~6 層，2~5， 34層樣品，再按，工藝處理一次。
本發(fā)明中所用的瀝青為中溫煤焦油瀝青，浸漬瀝青時的溫度為170°C，壓力 為lMPa，焙燒離為95(TC，獲得要求成分的焙燒品基體，其密度為1.72g/cm3， 肖氏硬度110。處理后基體的密度為1.82g/cm3，肖氏硬度為90，加工性能明顯改 善，可加工成要求尺寸的浸金屬基體。
實(shí)施例3
與實(shí)施例1不同之處在于
將配方為超細(xì)石油焦土狀石墨碳化硼私^85: 5: 10，經(jīng)兩次浸漬瀝青， 三次焙燒后的062x80mm炭硼毛坯分6層裝入爐膛為0300x700mm， 100千瓦中 頻感應(yīng)爐的爐膛內(nèi)，每層15個基體用Ar保護(hù)，以300。C/小時，升至900。C，再 以50。C/小時，升至135(TC，并保溫l小時后，隨爐冷卻至50。C以下。對調(diào)1^6 層，2~5， 34層樣品，再按上述工藝處理一次。
本發(fā)明中所用的瀝青為中溫煤焦油瀝青，浸漬瀝青時的溫度為190°C，壓力 為0.6MPa，焙燒，為850°C，獲得要求成分的j:奮燒品基體，其密度為1.71g/cm3， 肖氏硬度95。處理后基體的密度為1.80g/cm3，肖氏硬度為85，加工性能明顯改 善，可加工成要求尺寸的浸金屬基體。
權(quán)利要求
1、一種炭硼材料的熱處理方法，其特征在于以250～300℃/小時升溫到850～950℃后，繼續(xù)以20～50℃/小時升溫到1250～1350℃，保溫1～3小時，隨爐冷卻至50℃以下出爐；再調(diào)換基體在爐中的位置，重復(fù)上述工藝，即均熱化處理。
2、 按照權(quán)利要求1所述的炭硼材料的熱處理方法，其特征在于在熱處理過 程中，通過N2或Ar保護(hù)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的炭硼材料的熱處理方法，其特征在于選用的設(shè)備 為100KW中頻感應(yīng)爐，其爐膛尺寸為O300x700mm，熱處理爐每層裝入O 62x80mm炭硼毛坯15~20個，由爐膛底部開始裝1~6層。
4、 按照權(quán)利要求3所述的炭硼材料的熱處理方法，其特征在于第一次熱處 理之后，調(diào)換基體在爐中的位置，把l、 2、 3層分別和6、 5、 4層位置對調(diào)，進(jìn) 行均熱化處理，其工藝同上。
5、 按照權(quán)利要求1所述的炭硼材料的熱處理方法，其特征在于，所處理的材 料為焙燒品毛坯，其制備工藝如下將《5(im超細(xì)石油焦粉，《45,的天然土狀石墨，《3.5nm的碳化硼粉，按 重量比計(jì)，超細(xì)石油焦粉天然土狀石墨碳化硼私"=70 85: 5 15: 10 20，采 用傳統(tǒng)工藝混捏、壓型、浸兩次瀝青、焙燒三次制成毛坯。
6、 按照權(quán)利要求5戶欣的炭硼材料的熱處理方法，其特征在于，瀝青為中溫 煤焦油瀝青，浸漬瀝青時的溫度為170~190°C，壓力為0.6 lMPa，焙燒溫度為 850~950°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及炭硼復(fù)合材料，具體為一種炭硼材料的熱處理方法。所處理的材料為焙燒品炭硼毛坯，其配方是以超細(xì)石油焦粉為主成分，加入適量的土狀石墨和碳化硼粉(B₄C)，按特定工藝經(jīng)混捏、壓型、兩次浸瀝青、三次焙燒后制成。以250～300℃/小時升溫到850～950℃后，繼續(xù)以20～50℃/小時升溫到1250～1350℃，保溫1～3小時，隨爐冷卻至50℃以下出爐；再調(diào)換基體在爐中的位置，重復(fù)上述工藝，即均熱化處理。本發(fā)明解決了毛坯開裂、脆性大、難以加工的技術(shù)難題，使材料的肖氏硬度降低至80左右，密度由1.70g/cm³左右提高到1.80g/cm³以上。
文檔編號C04B35/64GK101450864SQ20071015876
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者令狐喜歡, 冀金蘭, 吳峻峰, 周序科, 周金玉, 巴力學(xué), 張海鷹, 徐紅軍, 成會明, 杜海峰, 牛鴻磊, 朔 白, 川 羅, 趙寬明, 趙金福, 靳登攀 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所