耐磨復(fù)合材料生產(chǎn)工藝研究論文

時間:2022-09-16 05:20:22

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耐磨復(fù)合材料生產(chǎn)工藝研究論文

1現(xiàn)行生產(chǎn)工藝

現(xiàn)行生產(chǎn)工藝有幾大類:

1)將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合后(按一定比例)用油壓機(jī)或等靜壓壓制成工藝所需的形狀,用高于自熔性金屬合金熔點的溫度下,進(jìn)行燒結(jié);

2)將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合燒結(jié),是利用自熔性金屬合金與氧元素結(jié)合能力的差異,將金屬從其氧化物中置換出來,形成氧化物陶瓷/鐵基耐磨復(fù)合材料;

3)將自熔性金屬合金熔液熔滲到陶瓷預(yù)制體多孔之中。上述方法只能生產(chǎn)小型復(fù)合材料塊,無法將復(fù)合材料復(fù)合到需要耐磨的部位,運用到礦山機(jī)械、粉碎設(shè)備上難度很大。此工藝經(jīng)濟(jì)性稍差。

2研究方向

氧化物陶瓷鐵合金復(fù)合材料性能優(yōu)良,但與大型結(jié)構(gòu)件復(fù)合復(fù)合困難,制備過程比較復(fù)雜。雖然,現(xiàn)有工藝解決了一些問題,在制作單個氧化物陶瓷鐵合金復(fù)合材料上等研究取得了一定的進(jìn)展,在實際應(yīng)用領(lǐng)域但仍未開發(fā)出適合實際的產(chǎn)品。因此,需要研究開發(fā)出適合的新型制備工藝。我們主要研究方向是如何將復(fù)合材料復(fù)合到需要耐磨的部位,運用到礦山機(jī)械、粉碎設(shè)備上,重點在能降低成本、實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行研究探討。

3實施方法

1)合金耐磨預(yù)制件制成工藝:將氧化物陶瓷顆粒與自熔性合金粉末按比例用機(jī)械進(jìn)行充分混合,依據(jù)用戶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同設(shè)計不同的模具,在油壓機(jī)下將合金耐磨預(yù)制件壓制制成特定形狀,如柱狀、條狀、塊狀、蜂窩狀等;

2)冶金工藝:將耐磨預(yù)制件置于用泡沫、塑料等高分子有機(jī)材料制作的實體模具內(nèi)用真空冶金鑄造工藝進(jìn)行復(fù)合鑄造。利用金屬母液的溫度將合金耐磨預(yù)制件燒制成型并與合金耐磨預(yù)制件形成冶金結(jié)合面。該工藝設(shè)備投資小、工藝簡單、金屬母體與耐磨預(yù)制件冶金結(jié)合面良好。

4工藝過程

1)將粒徑為8目的氧化物陶瓷顆粒10%、粒徑為30目的氧化物陶瓷顆粒39%、粒徑為60目的氧化鋯陶瓷顆粒48%與自熔性鐵基合金粉末7%,使用水溶性樹脂4%機(jī)械混合均勻得混合物,放入油壓機(jī)中用模具壓制成型然后放入80°C的烘箱中烘干得到耐磨預(yù)制件;

2)將耐磨預(yù)制件在800℃的箱式爐中進(jìn)行排膠;

3)將排膠后的耐磨預(yù)制件涂抹硬釬劑;

4)將涂抹硬釬劑的耐磨預(yù)制件置于用泡沫、塑料等高分子有機(jī)材料制作成為與要生產(chǎn)鑄造的零件結(jié)構(gòu)、尺寸完全一樣的實體模具內(nèi);

5)實體模具經(jīng)過浸涂強(qiáng)化涂料并烘干后,裝入真空造型砂箱中排列好做好澆鑄口,然后用干石英砂埋好,經(jīng)三維振動臺振動埋實;

6)用中頻感應(yīng)煉鋼爐將耐磨基礎(chǔ)件金屬母體常用耐磨件的高錳鋼、合金鋼、高碳鉻鐵熔化成金屬液,用澆包將合金鋼水澆鑄到真空造型砂箱上的澆鑄口中,真空造型砂箱在0.5Pa的負(fù)壓狀態(tài)下澆入熔化的合金金屬液,使高分子有機(jī)材料實體模型受熱氣化被抽出,被液體合金金屬取代冷卻凝固后成型,同時利用合金金屬母液的溫度將耐磨預(yù)制件燒制成型并與耐磨預(yù)制件形成冶金結(jié)合面。

作者:李子曉高飛單位:景德鎮(zhèn)金太冶金有限公司