一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，包括以下步骤：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉膛压力维持在60‑70mbar；(2)以30‑50℃/h的升温速度加热至650℃，保温1h，随后以60‑80℃/h的升温速率将试样加热至900‑1000℃。当炉膛温度超过1000℃时，加热速率为15‑20℃/h。(3)在930‑1080℃进行保温2‑6h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以20‑35℃/h加热至350‑450℃保温1‑2h后随炉冷却。本发明专利技术的热处理工艺提高了复合材料的耐磨性，有效避免了陶瓷颗粒与基体分离脱落，复合区开裂的现象。

Heat treatment process of a ceramic reinforced iron matrix composite

The invention discloses a heat treatment process for ceramic reinforced iron matrix composites, which comprises the following steps: (1) coating the surface of the sample to be heat treated with antioxidant paint, then putting it into a box furnace, vacuuming and filling nitrogen to ensure that the oxygen content is less than 5%, and the furnace pressure is maintained at 60 70mbar; (2) heating up at 30 50 h The sample was heated to 650 C for 1 h, and then heated to 900 1000 C at a heating rate of 60_ 80 C / h. When the furnace temperature exceeds 1000 degrees, the heating rate is 15 /h 20. (3) Samples were kept at 930 1080 for 2 6 h, then cooled in air until room temperature; (4) tempering: the samples were heated to 350 450 for 1 2 h and then cooled with furnace. The heat treatment process of the invention improves the wear resistance of the composite material, effectively avoids the separation and shedding of the ceramic particles from the matrix and the cracking of the composite zone.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺。
技术介绍
随着现代工业的不断发展，耐磨材料的消耗量与日俱增，传统钢铁材料已难以满足材料对耐磨性的需求。陶瓷金属耐磨复合材料兼具陶瓷的高硬度、高耐磨性和金属良好的韧性，解决了传统钢铁材料中高硬度与强韧性矛盾的问题，目前，国内外对陶瓷金属复合材料的制备工艺的研究日趋深入，而热处理工艺是使复合材料发挥最大潜能的关键环节，由于陶瓷和金属物理化学性质差异很大，热处理过程中复合材料容易发生开裂，如何获得具有优良耐磨性的复合件是复合材料热处理工艺研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，包括以下步骤：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力在60-70mbar；(2)以30-50℃/h的升温速度加热至650℃，保温0.5-1.2h，随后以60-80℃/h的升温速率将试样加热至900-1000℃。当炉膛温度超过1000℃时，加热速率为15-20℃。(3)在930-1080℃进行保温2-6h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以20-35℃加热至350-450℃保温1-2h后随炉冷却。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的热处理工艺有效提高了复合材料的耐磨性；2.本专利技术热处理工艺有效避免了因陶瓷与金属膨胀、收缩系数不一致而产生的颗粒脱落，复合材料开裂的问题附图说明图1是本专利技术的热处理工艺曲线图图2是实施实例1的ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料热处理前后组织对比图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1：一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，具体步骤如下：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力稳定在60mbar；(2)以30℃/h的升温速度加热至650℃，保温0.5h，随后以60℃/h的升温速率将试样加热至930℃。(3)在930℃进行保温3h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以20℃加热至350℃保温1h后随炉冷却。本实施例热处理之后的复合材料组织图如图2所示。热处理之后基体中碳化物细化，颗粒与基体结合良好，无热处理裂纹。热处理之后复合材料的耐磨性及韧性如表1所示。实施例2：一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，具体步骤如下：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力稳定在65mbar；(2)以35℃/h的升温速度加热至650℃，保温1h，随后以68℃/h的升温速率将试样加热至980℃。(3)在980℃进行保温3h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以25℃/h加热至400℃保温1.5h后随炉冷却。本实施例复合材料性能测试结果见表1。实施例3：一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，具体步骤如下：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力稳定在70mbar；(2)以45℃/h的升温速度加热至650℃，保温0.8h，随后以75℃/h的升温速率将试样加热至1000℃。(3)在1000℃进行保温5h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以30℃/h加热至400℃保温1.8h后随炉冷却。本实施例热处理的复合材料性能测试结果见表1。实施例4：一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，具体步骤如下：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力稳定在70mbar；(2)以50℃/h的升温速度加热至650℃，保温1.2h，随后以80℃/h的升温速率将试样加热至1000℃，再以20℃/h的加热速率加热至1080℃。(3)1080℃进行保温6h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以35℃/h加热速率加热至450℃，保温2h后随炉冷却。本实施例热处理后的复合材料性能测试结果见表1。表1复合材料热处理之后性能测试结果试样编号铸态实施实例1实施实例2实施实例3实施实例4硬度5763656167冲击韧性9.61111.611.312.1耐磨性11.31.41.281.39以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力在60‑70mbar；(2)以30‑50℃/h的升温速度加热至650℃，保温0.5‑1.2h，随后以60‑80℃/h的升温速率将试样加热至900‑1000℃。当炉膛温度超过1000℃时，加热速率为15‑20℃。(3)在930‑1080℃进行保温2‑6h，将试样取出在空气中进行冷却直至室温；(4)回火：将试样以20‑35℃加热至350‑450℃保温1‑2h后随炉冷却。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷增强铁基复合材料的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)在待热处理试样表面涂刷抗氧化涂料，然后将其放入箱式炉中，抽真空，充入氮气，保证氧含量≦5％，炉中压力在60-70mbar；(2)以30-50℃/h的升温速度加热至650℃，保温0.5-1.2h，随...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝足，蒋业华，冯晶，周谟金，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53