耐磨復合材料生產工藝研究論文

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1現行生產工藝

現行生產工藝有幾大類：

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，進行燒結；

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，是利用自熔性金屬合金與氧元素結合能力的差異，將金屬從其氧化物中置換出來，形成氧化物陶瓷／鐵基耐磨復合材料；

3）將自熔性金屬合金熔液熔滲到陶瓷預制體多孔之中。上述方法只能生產小型復合材料塊，無法將復合材料復合到需要耐磨的部位，運用到礦山機械、粉碎設備上難度很大。此工藝經濟性稍差。

2研究方向

氧化物陶瓷鐵合金復合材料性能優良，但與大型結構件復合復合困難，制備過程比較復雜。雖然，現有工藝解決了一些問題，在制作單個氧化物陶瓷鐵合金復合材料上等研究取得了一定的進展，在實際應用領域但仍未開發出適合實際的產品。因此，需要研究開發出適合的新型制備工藝。我們主要研究方向是如何將復合材料復合到需要耐磨的部位，運用到礦山機械、粉碎設備上，重點在能降低成本、實現大規模生產進行研究探討。

3實施方法

1）合金耐磨預制件制成工藝：將氧化物陶瓷顆粒與自熔性合金粉末按比例用機械進行充分混合，依據用戶產品結構不同設計不同的模具，在油壓機下將合金耐磨預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：將耐磨預制件置于用泡沫、塑料等高分子有機材料制作的實體模具內用真空冶金鑄造工藝進行復合鑄造。利用金屬母液的溫度將合金耐磨預制件燒制成型并與合金耐磨預制件形成冶金結合面。該工藝設備投資小、工藝簡單、金屬母體與耐磨預制件冶金結合面良好。

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%機械混合均勻得混合物，放入油壓機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制件；

2）將耐磨預制件在800℃的箱式爐中進行排膠；

3）將排膠后的耐磨預制件涂抹硬釬劑；

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

5）實體模具經過浸涂強化涂料并烘干后，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，經三維振動臺振動埋實；

6）用中頻感應煉鋼爐將耐磨基礎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的負壓狀態下澆入熔化的合金金屬液，使高分子有機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制件燒制成型并與耐磨預制件形成冶金結合面。

作者：李子曉高飛單位：景德鎮金太冶金有限公司