原位反应铸造法制备Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法制造技术

本发明专利技术公开了一种原位反应铸造法制备Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，在大气环境下，使用普通中频炉或工频炉熔化金属，浇注时随流定量向铸型中加入Ti(C,N)粉末，获得Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料。应用本发明专利技术制备的Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料性能优越，综合力学性能好，且对生产设备无特殊要求，操作工艺简单，生产成本大大降低，适宜工业化批量生产。

【技术实现步骤摘要】
,N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法的制作方法
本专利技术涉及制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料，尤其是一种原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法。
技术介绍
与目前常见的TiC、VC颗粒增强铁基复合材料以及WC-Co系硬质合金相比，Ti(C，N)颗粒增强铁基复合材料具有更优越的性能。如与TiC基金属陶瓷相比，Ti (C1N)基金属陶瓷高温下的硬度和横向断裂强度(TRS)更高，抗氧化能力和高温抗蠕变能力更好；与WC-Co系硬质合金相比，Ti (C，N)基金属陶瓷的硬度和强度更高，而密度较低，与钢铁的密度更接近。因此，Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料是一种很有开发应用前景的新型铁基复合材料。但是，迄今为止，尚未见国内有研究者用Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的研究报道，国外关于Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的研究也很少。原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的关键技术是如何向熔体中引入N，以达到在熔体中生成Ti (C，N)增强颗粒的目的。常用方法是在金属熔炼过程中向金属液体通入氮气，然而，该法要真空熔炼，所需设备昂贵且操作麻烦，不适宜工业化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种操作工艺简单、生产成本明显降低且适宜工业化批量生产的原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，在大气环境下，使用普通中频炉或工频炉熔化金属，浇注时随流定量向铸型中加入Ti (C，N)粉末，获得Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料。Ti (C，N)粉末的加入量为浇注金属总量的5. 5 6%。浇注前事先将Ti (C，N)粉末置于随流加氮装置中。Ti (C，N)粉末的主要化学成分见表I。表ITi (C，N)粉末化学成分表(重量百分数) 针对目前原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料中，加N操作工艺复杂、实施条件要求高、不宜产业化等问题，专利技术人设计了随流粉末加氮法，该法仅需在浇注时随流定量向铸型中加入Ti (C，N)粉末，在大气环境下，使用一般设备即可进行，获得Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料。应用本专利技术制备的Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料性能优越，综合力学性能好，且对生产设备无特殊要求，操作工艺简单，生产成本大大降低，适宜工业化批量生产。附图说明图I是本专利技术原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法的工艺操作示意图，图中ITi (C，N)粉末，2光电管，3浇包，4铸型，5给料管，6控制器。图2是实施例I中Y型试块的尺寸图。图3是实施例I中Ti (C1N)颗粒增强铁基复合材料试样腐蚀后的金相显微组织图一(100X )。图4是实施例I中Ti图二(400X )。图5是实施例I中Ti图6是实施例I中Ti图7是实施例2中Ti图8是实施例3中Ti图9是实施例4中Ti图10是实施例5中Ti图11是实施例6中Ti(C1N)颗粒增强铁基复合材料试样腐蚀后的金相显微组织(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的冲击断口 SEM形貌。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。(C，N)颗粒增强铁基复合材料的X射线衍射分析图。具体实施例方式实施例ITi (C，N)颗粒增强铁基复合材料试样的成分配比见表2，试验合金总量10KG，配料单见表3。表2Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料试样的成分配比(％)权利要求1.一种原位反应铸造法制备Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，其特征在于在大气环境下，使用普通中频炉或工频炉熔化金属，浇注时随流定量向铸型中加入Ti (C，N)粉末，获得Ti (C，N)颗粒增强铁基复合材料。2.根据权利要求I所述的，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，其特征在于所述Ti (C，N)粉末的加入量为浇注金属总量的5. 5 6%。3.根据权利要求2所述的，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，其特征在于所述浇注前事先将Ti (C，N)粉末置于随流加氮装置中。4.根据权利要求3所述的，N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，其特征在于所述Ti (C，N)粉末的主要化学成分按重量百分数为Ti78. 3%, N.11.2%,O O. 5%,C 9. 56%,Si O. 01%, Fe O. 02%, Ca 0.01%。全文摘要本专利技术公开了一种,N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，在大气环境下，使用普通中频炉或工频炉熔化金属，浇注时随流定量向铸型中加入Ti(C,N)粉末，获得Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料。应用本专利技术制备的Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料性能优越，综合力学性能好，且对生产设备无特殊要求，操作工艺简单，生产成本大大降低，适宜工业化批量生产。文档编号C22C33/00GK102935503SQ201210478289公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日专利技术者张修海, 汤宏群, 苏广才, 潘铭华, 林定富, 韦书建, 汤冰, 陈锡广, 黄思娟 申请人:广西大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位反应铸造法制备Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的随流粉末加氮法，其特征在于：在大气环境下，使用普通中频炉或工频炉熔化金属，浇注时随流定量向铸型中加入Ti(C,N)粉末，获得Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张修海，汤宏群，苏广才，潘铭华，林定富，韦书建，汤冰，陈锡广，黄思娟，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：