纤维强化耐高温粉末冶金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维强化耐高温粉末冶金材料及其制备方法，成分及各成分质量百分含量为：铜5.2%~9.8%，钛2.2%~5.7%，锌1.0%~3.5%，铬0.15%~1.48%，镁3.0%~6.6%，羧乙基纤维素3.4%~7.8%，氟化钙1.2%~1.6%，聚酞胺纤维2.0%~3.5%，糠醛0.05%~0.75%，余量为Fe。将羧乙基纤维、聚酞胺纤维作为基体层与合金层之间的纤维夹层，能提高粉末冶金材料的耐高温性能，最高可耐受1620℃的高温不变形，同时有效提高材料烧结及淬火后的力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种纤维强化耐高溫粉末冶金材料及其制备方法，属于粉末冶金材料

技术介绍
铁基粉末冶金材料是采用Fe、石墨、化、Ni、Co等合金元素的混合粉经过压制和烧 结制成，是最重要的粉末冶金材料之一。近些年来，随着汽车等行业的迅猛发展，铁基粉 末冶金材料已成为产量最大、应用最广的一类材料。铁基粉末冶金材料的制造技术及其生 产也得到了迅速发展，极大的拓宽了铁基粉末冶金机械零件的应用范围。目前，铁基粉末 冶金材料广泛应用于交通工具，家用电器与电动工具W及办公机械中。 金属间化合物因其性质与基体差别小，且和基体界面的相容性好，也可用作硬质 相材料。金属间化合物增强铁基粉末冶金材料是W含有化、Mo、Ni、Co、W、V等合金元素的 钢作为基体，并在此基体上添加化-Mo、Co-Mo-Si、Co-化-Mo-Si、Co-Mo、化-W等金属间化合 物作为硬质相颗粒基体材料、硬质颗粒类型和烧结度是制备硬质相强化型铁基合金的关键 因素。但是当基体和硬质颗粒之间的物化性质差别过于大的时候，硬质颗粒会剥落；而烧 结溫度过高，会造成硬质颗粒中的合金元素向基体中的扩散量增大，导致硬质颗粒减少， 还会造成基体硬度、硬质相硬度W及基体和硬颗粒界面发生变化。例如：当硬质相中含有 Mo、W等元素时，高溫下会与基体中的C发生反应生成M6C型碳化物，降低了材料硬度。 随着科学技术的进步，各个领域对材料的性能要求越来越高。希望它们具备传统 的良好的力学性能之外，又希望它们能服役于高压、高溫、高真空、强福射及腐蚀的特殊环 境。显然，传统的材料不能满足运些要求。运就促进了复合材料的发展，它既具备基体材料 的优点，又增加了新性能，但又不是简单的加和。常见的增强体有纤维、颗粒、晶须，化-W、 化-Mo等材料也把金属相用作增强相。
技术实现思路
阳0化]本专利技术的目的是提供一种纤维强化耐高溫粉末冶金材料及其制备方法，将簇乙基 纤维、聚献胺纤维作为基体层与合金层之间的纤维夹层，能提高粉末冶金材料的耐高溫性 能，同时有效提高材料烧结及泽火后的力学性能。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术手段为： 纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：铜5. 2°/c^9. 8%，铁 2. 2%~5. 7%，锋 1. 0%~3. 5%，铭 0. 48%，儀 3. 0%~6. 6%，簇乙基纤维素 3. 4%~7. 8%，氣化 巧1. 2%~1. 6%，聚献胺纤维2. 0%~3. 5%，慷醒0. 05%~0. 75%，余量为化。 所述的纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量优选为：铜 5. 8%~7. 8%，铁 3. 1%~4. 7%，锋 1. 6%~3. 0%，铭 0. 45%~1. 18%，儀 4. 2%~5. 8%，簇乙基纤维素 4. 7%~6. 8%，氣化巧 1. 3%~1. 5%，聚献胺纤维 2. 4%~3. 1%，慷醒 0. 25%~0. 55%，余量为化。 所述的纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量优选为：铜 6. 5%，铁4. 0%，锋2. 2%，铭0. 85%，儀4. 9%，簇乙基纤维素5. 8%，氣化巧I. 4%，聚献胺纤维 2. 7%，慷醒0. 35%，余量为化。 所述的纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量优选为：铜 7. 2%，铁3. 8%，锋2. 8%，铭1. 05%，儀5. 2%，簇乙基纤维素5. 2%，氣化巧1. 4%，聚献胺纤维 2. 9%，慷醒0.45%，余量为化。 所述的纤维强化耐高溫粉末冶金材料的制备方法，包括如下步骤： 1) 混料：将铜、儀和铁混合作为基体层，簇乙基纤维素、氣化巧、聚献胺纤维和慷醒铁作 为纤维夹层、锋和铭混合作为合金层，分别在混料机中混料，转速为25rpm~50rpm，混料时 间为10min~20min;然后取出基体层，将纤维夹层置于基体层上，最后加入合金层； 2) 将步骤1)的混料加入到液压机中压制成型，压制压力为700~900MPa; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，预热溫度为500~600°C，烧结溫度为 1050~1120°C，高溫下的烧结时间为10~30min，然后在550~650°C下保溫30~60min,用水泽 灭，最后在180~220°C下保溫回火1~化。 1] 步骤2)中压制压力为SOOMPa。 阳01引步骤3)中预热溫度为550。烧结溫度为1100。高溫下的烧结时间为20min。 步骤3)保溫回火溫度为200 °C，保溫回火时间为化。 有益效果：本专利技术提供一种纤维强化耐高溫粉末冶金材料及其制备方法，将簇乙 基纤维、聚献胺纤维作为基体层与合金层之间的纤维夹层，能提高粉末冶金材料的耐高溫 性能，最高可耐受1620°C的高溫不变形，同时有效提高材料烧结及泽火后的力学性能。【具体实施方式】 阳〇1引 实施例1 纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：铜9. 8%，铁5. 7%，锋 3. 5%，铭1. 48%，儀6. 6%，簇乙基纤维素7. 8%，氣化巧1. 6%，聚献胺纤维3. 5%，慷醒0. 75%，余 量为化。 制备方法，包括如下步骤： 1) 混料：将铜、儀和铁混合作为基体层，簇乙基纤维素、氣化巧、聚献胺纤维和慷醒铁 作为纤维夹层、锋和铭混合作为合金层，分别在混料机中混料，转速为35rpm，混料时间为 15min;然后取出基体层，将纤维夹层置于基体层上，最后加入合金层； 2) 将步骤1)的混料加入到液压机中压制成型，压制压力为SOOMPa; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，预热溫度为550°C，烧结溫度为 Iiocrc，高溫下的烧结时间为20min，然后在600°C下保溫45min,用水泽灭，最后在200°C 下保溫回火化。 实施例2 纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：铜5. 2%，铁2. 2%，锋 1. 0%，铭0. 15%，儀3. 0%，簇乙基纤维素3. 4%，氣化巧1. 2%，聚献胺纤维2. 0%，慷醒0. 05〇/〇， 余量为化。 阳01引制备方法，包括如下步骤： 1)混料：将铜、儀和铁混合作为基体层，簇乙基纤维素、氣化巧、聚献胺纤维和慷醒铁 作为纤维夹层、锋和铭混合作为合金层，分别在混料机中混料，转速为35rpm，混料时间为 15min;然后取出基体层，将纤维夹层置于基体层上，最后加入合金层； 2) 将步骤1)的混料加入到液压机中压制成型，压制压力为SOOMPa; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，预热溫度为550°C，烧结溫度为 1100°C，高溫下的烧结时间为20min，然后在600°C下保溫45min，用水泽灭，最后在200°C 下保溫回火化。 实施例3 纤维强化耐高溫粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：铜7. 8%，铁4. 7%，锋 3. 0%，铭1. 18%，儀5. 8%，簇乙基纤维素6. 8%，氣化巧1. 5%，聚献胺纤维3. 1%，慷醒0. 55%，余 量为化。 制备方法，包括如下步骤： 1) 混料：将铜、儀和铁混合作为基体层，簇乙基纤维素、氣化巧、当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维强化耐高温粉末冶金材料，其特征在于成分及各成分质量百分含量为： 铜5.2%~9.8%，钛 2.2%~5.7%，锌1.0%~3.5%，铬 0.15%~1.48%，镁3.0%~6.6%，羧乙基纤维素3.4%~7.8%，氟化钙 1.2%~1.6%，聚酞胺纤维2.0%~3.5%，糠醛0.05%~0.75%，余量为Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉，王爽，邱晶，刘晓东，黄明明，
申请(专利权)人：苏州莱特复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32