一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料及其制造方法技术

一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料及其制造方法，属于复合材料领域。该方法按以下步骤进行：按照配比计算所需重量的硅及锡；将配置好的硅锡原料混合，加入高温真空熔炼炉中，升温至１４００℃以上，再以１０－５０℃／ｈ的速度降温。这种材料具有韧性和高硬度的物理性能，密度低，同时具有一定的金属特性，具有广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料，特别涉及一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料及其制造方法。
技术介绍
金属-非金属复合材料由于既具金属性能，又具非金属性能，往往具有良好的用 途。例如，过共晶铝-硅合金具有低的膨胀系数，高的耐磨性、腐蚀性、较小的密度和良 好的导热性等，被广泛应用于汽车、摩托车、航天等领域(WEIYEH-JIEN， HUNGPENG-CHAO. Areciprocating extrusion process for producing hypereutectic Al—20wt % Si wroughtalloys. Materials Science and Engineering,1998，252 :212-221); Al-Sn-Si/Al/steel层状复合材料是近年来国外的新型减摩耐磨轴承材料，英、日、美等国 家报AS104、AS124、A17x、A18x、SAE788等都属该类材料。由于铝锡硅合金既含有硬质的高 熔点组元Si，又含有柔软的低熔点组元Sn，并且形成Sn包Si的"包晶"式第二相，因此，它 们作为轴承内衬，比传统的A12Sn两相合金具有更好的力学和开发的新型减摩耐磨轴承材 料，在现代高速、高负荷发动机中显示广阔的应用前景。 在汽车，摩托车制造业方面，研究开发高性能材料成为汽车、摩托车工业发展的一 个摘要课题之一，特别是关键零部件材料，如发动机活塞、转子等。以过共晶合金为代表的 复合材料如自生Mg2Si颗粒增强铝基等，正日益受到重视。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的硅锡复合材料及其制造方法。 本专利技术的技术方案如下 —种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料，其特征在于，复合材料按重量分数比为硅锡比i : i io之间。 —种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料的制造方法，其特征在于，按以下步骤进 行 按照硅锡比1 : 1 10(w/w)配比计算所需重量的硅及锡； 将配置好的硅锡原料混合，加入炉中，升温至1400°C以上，至原料完全熔解； 保温2h; 以10-50°C /h的速度降温，冷却至室温后取出。 最终的产品如图l所示，图中深色物质为硅(箭头l)，浅色物质为锡(箭头2)，从 图中可以清楚看出，硅锡接触处结合紧密，形成了复合材料。 由上述描述可知，本专利技术提供了一种硅锡复合材料，这种材料具有韧性和高硬度 的物理性能，密度低，同时具有一定的金属特性。原材料易得，可利用物理法提纯的硅片，其 纯度为4-5N ;工艺易于产业化，成本低廉，且用途广泛。附图说明 图1为本专利技术实施例得到的硅锡复合材料的剖面图。具体实施方式 实施例1 (i)按照硅iookg :锡iookg配置所需的材料； (2)将配置好的硅锡原料混合，加入炉中，升温至1400°C以上，保温2h，再以20°C / h的速度降温，冷却至室温后取出。 实施例2 (1)按照硅40kg :锡200kg配置所需的材料； (2)将配置好的硅锡原料混合，加入炉中，升温至1400°C以上，保温2h，再以30°C / h的速度降温，冷却至室温后取出。 实施例3 —种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料的制造方法，按以下步骤进行 (1)按照硅20kg :锡200kg配置所需的材料； (2)将配置好的硅锡原料混合，加入炉中，升温至1400°C以上，保温2h，再以40°C / h的速度降温，冷却至室温后取出。 上述仅为本专利技术的具体实施例，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构 思对本专利技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本专利技术保护范围的行为。权利要求一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料，其特征在于，复合材料按重量分数比为硅锡比1∶1～10之间。2. —种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料的制造方法，其特征在于，按以下步骤进行(1)按照硅锡比1 : 1 10(W/V)配比计算所需重量的硅及锡；(2) 将配置好的硅锡原料混合，加入炉中，升温至140(TC以上，至原料完全熔解；(3) 保温2h ;(4) 以10-50°C /h的速度降温，冷却至室温后取出。3. 如权利要求2所述的一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料的制造方法，其特征在 于所述的硅纯度为4-5N。全文摘要，属于复合材料领域。该方法按以下步骤进行按照配比计算所需重量的硅及锡；将配置好的硅锡原料混合，加入高温真空熔炼炉中，升温至1400℃以上，再以10-50℃/h的速度降温。这种材料具有韧性和高硬度的物理性能，密度低，同时具有一定的金属特性，具有广泛的用途。文档编号C22C29/00GK101760665SQ20091011152公开日2010年6月30日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日专利技术者张伟娜, 徐诗双, 戴文伟, 洪朝海, 赵志跃, 郑智雄 申请人:南安市三晶阳光电力有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有韧性和高硬度的硅锡复合材料，其特征在于，复合材料按重量分数比为：硅锡比１∶１～１０之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟娜，郑智雄，赵志跃，徐诗双，洪朝海，戴文伟，
申请(专利权)人：南安市三晶阳光电力有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]