一种球墨铸铁基复合材料制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种球墨铸铁基复合材料制备方法，该方法将钨丝编织成一定规格的钨丝网，并经过裁剪、卷制或叠加制成一定结构，预置在铸型型腔中；冶炼球墨铸铁，得到液态球墨铸铁浇入铸型中，冷却清理后得到球墨铸铁基复合材料。采用本发明专利技术的方法制备的球墨铸铁基复合材料，能够在钨丝网的位置，通过钨丝网中的钨与球墨铸铁中的碳发生原位反应，获得分布均匀的碳化钨硬质相。该材料充分发挥了碳化钨硬质相的高耐磨性能和球墨铸铁的良好韧性，硬质相排列有序，分布均匀，调控方便，工艺可靠，可广泛应用于矿山、电力、冶金、煤炭、建材等耐磨领域。可生产各种形状、任何大小规格的耐磨零件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属基复合材料
，特别涉及一种球墨铸铁基复合材 料制备方法。
技术介绍
球墨铸铁是一种广泛应用于冶金、矿山、电力、建筑、机械、煤碳、汽 车等行业的常用金属材料，由于具有较高的碳含量，经过孕育和球化处理后， 碳以球状或蠕虫状石墨形态分布在组织中，使球墨铸铁有较好的强度和韧性。但由于球墨铸铁中缺少碳化物等硬质相，其宏观硬度只有HRC35左右， 所以球墨铸铁不能抵制磨损工况条件下，磨料对零件表面的切削磨损作用， 这使得球墨铸铁很难应用到受磨损的设备零件上，极大地限制了其使用范 围。目前生产上提高球墨铸铁耐磨性方面，通过加入合金元素或热处理，获 得贝氏体、马氏体等组织，只能微量提高耐磨性，仍旧不能使球墨铸铁广泛 应用于磨损领域；近年来出现了陶瓷颗粒增强的复合制备工艺，例如用碳化 钨或氮化钛颗粒放置在铸型底部，然后再浇入球墨铸铁，但制备工艺难以稳 定控制，增强颗粒分布不均匀，仍旧难以获得增强体分布均匀的整体抗磨球 墨铸铁。也有将碳化钨等硬质颗粒用粘结剂固化成形，放入铸型内，然后浇 注金属液，使硬质颗粒与金属液互相渗透熔合，但由于粘结剂在高温下分解 产生大量气体，导致复合层内部形成许多气孔，效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种球墨铸铁基复合材料制备方法，采用该方 法制备的球墨铸铁基复合材料是在球墨铸铁基体中形成网状碳化钨硬质相，并与球墨铸铁有效结合为一体，充分发挥了硬质相的高耐磨特性，也保留了 基体金属的良好韧性，从而达到最佳的性能匹配，可制作成多种结构形状的 产品，开发应用前景广阔。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案 一种球墨铸铁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一，首先用钨丝编织钨丝网；步骤二，将编织的钨丝网裁剪、巻制或叠加，预制成一定结构； 步骤三，将预制的鸨丝网预置在铸型的型腔中；步骤四，将冶炼的液态液态球墨铸铁按铸造方法把液态球墨铸铁浇入铸 型中，使液态球墨铸铁完全埋没钨丝网；步骤五，铸型经冷却、脱型清理后，即可得到球墨铸铁基复合材料。 采用本专利技术的方法制备的球墨铸铁基复合材料，能够在钨丝网的位置， 通过鸨丝网中的钩与球墨铸铁中的碳发生原位反应，获得分布均匀的碳化鸨 硬质相。该材料充分发挥了碳化鸨硬质相的高耐磨性能和球墨铸铁的良好韧 性，硬质相排列有序，分布均匀，调控方便，工艺可靠，可广泛应用于矿山、 电力、冶金、煤炭、建材等耐磨领域。可生产各种形状、任何大小规格的耐 磨零件。附图说明图1为本专利技术的流程图； 图2为落料衬板截面下面结合附图和专利技术人给出的实施例对本专利技术作进一步详细说明。具体实施例方式按照本专利技术的球墨铸铁基复合材料的制备方法，包括以下步骤 步骤一，首先用钨丝编织钨丝网；步骤二，将编织的钨丝网裁剪、巻制或叠加，预制成一定结构；步骤三，将预制的钨丝网预置在铸型的型腔中；步骤四，将冶炼的液态液态球墨铸铁按铸造方法把液态球墨铸铁浇入铸 型中，使液态球墨铸铁完全埋没钨丝网；步骤五，铸型经冷却、脱型清理后，即可得到球墨铸铁基复合材料。 上述钩丝直径为0.1mm 2.5mm。上述钨丝网编织成单层或多层，钨丝间距为0.2 10mrn，也可根据工况 需要适当调整钨丝间距。以下是专利技术人给出的实施例，需要说明的是,本专利技术不限于以下实施例。 实施例l:制作复合材料落料衬板本实施例按照下述步骤进行(1) 用钨丝编织钨丝网1,钨丝直径为O.lmm，钨丝网编织成单层， 钩丝间距为0.2mm;(2) 钨丝网1按落料衬板长宽规格裁剪成矩形；(3) 把裁剪好的钨丝网1放置入水玻璃砂型底部，钨丝网的放置厚度 为落料衬板总厚度的二分之一；(4) 冶炼球墨铸铁2，得到液态球墨铸铁；(5) 采用重力铸造方法把液态球墨铸铁2浇入铸型。脱型清理后，即 可获得耐磨落料衬板。实施例2:本实施例与实施例1所不同的是，钨丝直径为lmm，钩丝网编织成多 层，钨丝间距为5mm;其余同实施例l。 实施例3:本实施例与实施例1所不同的是，钨丝直径为2.5mm,钩丝网编织成多 层，钨丝间距为10mm;其余同实施例l。当然，根据工件的要求和工况环境，还可以采用离心铸造、真空吸铸或压力铸造方法，既可以把钨丝网放置于铸型的局部，浇注球墨铸铁后获得局部耐磨的零件，复合层厚度可根据工况要求任意调整；也可以把钨丝网放置 于整个铸型型腔中，浇注球墨铸铁后获得整体耐磨的零件，工艺可控性强。 采用本专利技术的方法制备球墨铸铁基复合材料机理是，网状钨丝中的钨元 素与球墨铸铁中的碳元素在高温下发生原位反应，自然生成碳化钨硬质相， 与球墨铸铁基体结合成一体，获得的复合材料既保留了球墨铸铁的良好韧 性，又有了碳化钨硬质相的高耐磨性。钨丝网排列有序，使反应后生成的碳 化钨硬质相均匀分布于球墨铸铁内，解决了颗粒增强金属基复合材料制备 中，增强体分布不均匀的难题。其方法可控性强，操作简单方便，成品率高。权利要求1、一种球墨铸铁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一，首先用钨丝编织钨丝网；步骤二，将编织的钨丝网裁剪、卷制或叠加，预制成一定结构；步骤三，将预制的钨丝网预置在铸型的型腔中；步骤四，将冶炼的液态球墨铸铁按铸造方法把液态球墨铸铁浇入铸型中，使液态球墨铸铁完全埋没钨丝网；步骤五，铸型经冷却、脱型清理后，即可得到球墨铸铁基复合材料。2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的钨丝直径为O.lmm 2.5mrn。3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的钨丝网编织成单层或多层，钩丝间距为0.2mm 10mm，或者根据工况需要适当调整钨丝间距。全文摘要本专利技术公开了一种球墨铸铁基复合材料制备方法，该方法将钨丝编织成一定规格的钨丝网，并经过裁剪、卷制或叠加制成一定结构，预置在铸型型腔中；冶炼球墨铸铁，得到液态球墨铸铁浇入铸型中，冷却清理后得到球墨铸铁基复合材料。采用本专利技术的方法制备的球墨铸铁基复合材料，能够在钨丝网的位置，通过钨丝网中的钨与球墨铸铁中的碳发生原位反应，获得分布均匀的碳化钨硬质相。该材料充分发挥了碳化钨硬质相的高耐磨性能和球墨铸铁的良好韧性，硬质相排列有序，分布均匀，调控方便，工艺可靠，可广泛应用于矿山、电力、冶金、煤炭、建材等耐磨领域。可生产各种形状、任何大小规格的耐磨零件。文档编号B22D19/16GK101406947SQ20081023231公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月18日 优先权日2008年11月18日专利技术者付永红, 岑启宏, 许云华, 阮晓光 申请人:西安建筑科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球墨铸铁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：　步骤一，首先用钨丝编织钨丝网；　步骤二，将编织的钨丝网裁剪、卷制或叠加，预制成一定结构；　步骤三，将预制的钨丝网预置在铸型的型腔中；　步骤四，将冶炼的液态球墨铸铁按铸造方法把液态球墨铸铁浇入铸型中，使液态球墨铸铁完全埋没钨丝网；　步骤五，铸型经冷却、脱型清理后，即可得到球墨铸铁基复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岑启宏，许云华，阮晓光，付永红，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[]