耐摩擦鐵基復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種耐摩擦鐵基復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合材料，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀 或微觀上組成具有新性能的材料，各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合 材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和 非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金，現(xiàn)有技術(shù)的鐵基復(fù)合材料中由于 添加了其他硬度較低的成分，所以其硬度不高，而且容易磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐摩擦鐵基復(fù)合材料及其制備方法，復(fù)合 材料的硬度較強(qiáng)，耐摩擦性能優(yōu)異。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉3~5%、鈷粉3~5%、氯化 釩4~5%、氧化鑭1~2%、氧化鋁1~2%、硫化銀4~10%、熔渣劑5~10%、氮化硅10~12%、其余為鐵 粉。
[0005] 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉4%、鈷粉4%、氯化 釩4. 5%、氧化鑭1. 5%、氧化鋁1. 5%、硫化銀6%、熔渣劑8%、氮化硅11%、其余為鐵粉。
[0006] 氮化硅的粒徑為10~200ym。
[0007] 熔渣劑為粉煤灰或二氧化硅。
[0008] 上述耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在600~700MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400~600°C，燒結(jié)壓力為2~3MPa，保溫時(shí)間為30~40min。
[0009] (4)冷卻至 15 ~3(TC。
[0010] 技術(shù)效果 本發(fā)明的布氏硬度為98~101，摩擦力為80~81N，硬度較強(qiáng)，耐摩擦性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0012] 實(shí)施例1 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉4%、鈷粉4%、氯化釩 4. 5%、氧化鑭1. 5%、氧化鋁1. 5%、硫化銀6%、熔渣劑8%、氮化硅11%、其余為鐵粉。
[0013] 氮化硅的粒徑為100ym。
[0014] 熔渣劑為粉煤灰。
[0015] 上述耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在650MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為500°C，燒結(jié)壓力為2. 5MPa，保溫時(shí)間為35min。
[0016] (4)冷卻至 20°C。
[0017] 實(shí)施例2 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉3%、鈷粉3%、氯化釩 4%、氧化鑭1%、氧化鋁1%、硫化銀4%、熔渣劑5%、氮化硅10%、其余為鐵粉。
[0018] 氮化硅的粒徑為10ym。
[0019] 熔渣劑為二氧化硅。
[0020] 上述耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在600MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400°C，燒結(jié)壓力為2MPa，保溫時(shí)間為30min。
[0021] (4)冷卻至 15°C。
[0022] 實(shí)施例3 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉5%、鈷粉5%、氯化釩 5%、氧化鑭2%、氧化鋁2%、硫化銀10%、熔渣劑10%、氮化硅12%、其余為鐵粉。
[0023] 氮化硅的粒徑為200 y m。
[0024] 熔渣劑為粉煤灰。
[0025] 上述耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在700MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為600°C，燒結(jié)壓力為3MPa，保溫時(shí)間為40min。
[0026] (4)冷卻至 3(TC。
[0027] 實(shí)施例4 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉3. 5%、鈷粉3. 5%、氯化 釩4. 5%、氧化鑭1. 2%、氧化鋁1. 2%、硫化銀9%、熔渣劑6%、氮化硅11%、其余為鐵粉。
[0028] 氮化硅的粒徑為20ym。
[0029] 熔渣劑為粉煤灰。
[0030] 上述耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在680MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為480°C，燒結(jié)壓力為2. 3MPa，保溫時(shí)間為38min。
[0031] (4)冷卻至 20°C。
[0032] 對(duì)比例1 與實(shí)施例1相同，不同在于：不加氮化硅。
[0033] 性能測試 材料的硬度：將材料放入HB-3000B布氏硬度試驗(yàn)機(jī)上，加載重量為500kg，壓頭為硬質(zhì) 合金鋼球，直徑為l〇mm，保壓30s，測試硬度。
[0034] 材料的耐磨擦性能：將材料放在MMW-1型磨擦磨損試驗(yàn)機(jī)上，干磨擦旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采 用小指推圈磨擦副試驗(yàn)方法，對(duì)偶材料為45鋼淬火鋼環(huán)，硬度為50HRC，主軸轉(zhuǎn)速為250r/ min，載荷為40N，時(shí)間為lOmin，測試摩擦力。
[0035] 測試結(jié)果見下表1。
[0036]表1
結(jié)論：對(duì)比例1未添加氮化硅，最終制得的復(fù)合材料的硬度和耐摩擦性能明顯不如本 發(fā)明。而本發(fā)明的布氏硬度為98~101，摩擦力為80~81N，因此，本發(fā)明的硬度較強(qiáng)，耐摩擦 性能優(yōu)異。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 耐摩擦鐵基復(fù)合材料，其特征在于，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉3~5%、 鈷粉3~5%、氯化釩4~5%、氧化鑭1~2%、氧化鋁1~2%、硫化銀4~10%、熔渣劑5~10%、氮化硅 10~12%、其余為鐵粉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦鐵基復(fù)合材料，其特征在于含有以下質(zhì)量百分含量的 組分，氧化鋯粉4%、鈷粉4%、氯化釩4. 5%、氧化鑭1. 5%、氧化鋁1. 5%、硫化銀6%、熔渣劑8%、 氮化硅11%、其余為鐵粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦鐵基復(fù)合材料，其特征在于，氮化硅的粒徑為 10-200 ym〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦鐵基復(fù)合材料，其特征在于，熔渣劑為粉煤灰或二氧 化娃。5. 基于權(quán)利要求1所述的耐摩擦鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后， 經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干； (2) 在600~700MPa的壓力下壓制成型； (3) 燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400~600°C，燒結(jié)壓力為2~3MPa，保溫時(shí)間為30~40min ; (4) 冷卻至15~30°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐摩擦鐵基復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料含有以下質(zhì)量百分含量的組分：氧化鋯粉3~5%、鈷粉3~5%、氯化釩4~5%、氧化鑭1~2%、氧化鋁1~2%、硫化銀4~10%、熔渣劑5~10%、氮化硅10~12%、其余為鐵粉。制備方法：將氧化鋯粉、鈷粉、氯化釩、氧化鑭、氧化鋁、硫化銀、熔渣劑、氮化硅、鐵粉混勻后，經(jīng)過GB6003規(guī)定的200目篩，然后烘干；在600～700MPa的壓力下壓制成型；燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400～600℃，燒結(jié)壓力為2～3MPa，保溫時(shí)間為30～40min。冷卻至15～30℃。本發(fā)明的布氏硬度為98~101，摩擦力為80~81N，硬度較強(qiáng)，耐摩擦性能優(yōu)異。
【IPC分類】C22C33/02, C22C38/10
【公開號(hào)】CN105112777
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510539996
【發(fā)明人】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明
【申請(qǐng)人】蘇州萊特復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日