金属基复合材料真空烧结
金属基复合材料以其高的比强度、比刚度及良好的热稳定性、耐磨性、尺寸稳定性及成分可设计等优点,吸引了各国学者和科研人员的关注,成为材料研究和开发的热点。目前,钢基复合材料主要采用铸渗法、离心铸造法和粉末治金法来制备。在粉末冶金领域中,温压烧结是一种较新的技术,它使用金属粉末和特殊润滑剂(聚合物)在高于室温下(约130~150℃)压制成形并进行烧结,可获得高密度制品,而成本只比常规粉末冶金工艺稍高一些。温压温度一般控制在聚合物润滑剂的玻璃化温度之上25~85℃或熔点之下5~50℃,此时润滑剂处于粘流态。
工艺流程:
复合材料基体选用45钢粉末(45钢粉末用纯铁粉和石墨粉按照45钢中的铁碳比例配制,采用球磨制得),增强颗粒选用铸造 WC颗粒,润滑剂选用聚乙烯醇和硬脂酸锌。WC 和 45钢的质量比为1∶1,WC颗粒和45钢粉末的粒度均为0.076~0.10 mm,润滑剂的质量分数为0.6%。
复合材料试样制备:用粉末冶金真空烧结法制备钢基复合材料主要分为以下几个关键步骤;粉料混制,压坯压制,真空烧结,后期热处理。
(1)粉料混制;将混合料在 HF一G70一R75s2 型球磨机中干混 20h,球磨机转速选择 250r/min。
(2)压坯压制∶选择温压压制,润滑剂选用硬脂酸锌和聚乙烯醇,压制温度分别为 20、60、80、100、120、140和160 ℃,压制压力为320kN。
压坯理论密度的计算。45钢的密度0=7.8 g/cm²,WC的密度P2=15.8gem3,压坯中WC颗粒和 45钢基体的质量分数分别为 50%,润滑剂的含量忽略不计,则压坯的理论密度近似为p= 2910/(P+2)= 10.4 g/cm3
压坯密度的测量.将压制好的坯料进行边界修整,使压坏呈规则的圆柱体,然后用千分尺测量圆柱体的底面直径和高,在电子天平上测量修整后的压坯质量,计算压坯的密度。
(3)真空烧结:将压制好的坯料在炉中进行真空烧结,制成陶瓷颗粒增强金属基复合材料,烧结温度选择1350℃,烧结炉真空度保持在小于5Pa的范围内。
(4)后期热处理∶把烧结好的复合材料在800 ℃保温1h后油淬。
设备选择:SIMUWU提供的RVS真空烧结炉是处理此类工艺的优秀产品,具有均温性好,温控精度高等特点。SIMUWU提供专业的工程师团队,能够解决生产过程中遇到的各种问题,致力于给客户最方便快捷的体验。
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