专利名称：自蔓延高温瞬间冲压快速制备复合材料的制作方法
技术领域：
本发明属于密实材料的制备方法。
在现有的技术中，制备金属与陶瓷的复合材料大多采用电阻炉、热压炉或感应电炉等进行烧结，这样的烧结一般需要较高的烧结温度，同时又要较长的保温时间，这种制备方法，不仅过程复杂，同时耗能也大。
六十年代末期苏联科学家提出自蔓延高温合成法，该方法主要是利用高放热反应的能量使化学反应自发的持续，从而达到合成材料的目的。直接采用此法合成的材料都是疏松、多孔状的，所以只能用此种方法来合成粉料。这使得自蔓延高温合成法的应用范围存在很大的局限性。
本发明的目的是在自蔓延高温合成材料的基础上，进一步使材料致密化，其主要方法是在自蔓延高温合成刚刚完成之后、材料仍然处在高温软化状态时立即对其施以高压，在短时间内完成材料的密实化。
本发明的目的是由下述方式实现的用常规成型方法压制原坯，将原坯置于装有点火电极的自蔓延高温合成模具中，点火电极为钨电极，二电极插入原坯1-2mm;原坯四周由沙子包覆，沙子应自然风干，平均粒径为0.5mm;将模具整体置于压机的压头下，接通点火电极的电源开关，瞬间150A大电流将引发原坯的自蔓延高温合成反应;在燃烧波刚刚蔓延过坯料、合成的料块仍处在大于2000℃高温的软化状态时，立即下降压机压头，对材料施加100～180吨的压力，保持此压力5～60秒，即可得到密实材料。整个过程耗时不到5分钟。用这种方法制备出二硼化钛-钛复合材料，可以做成各种类型的金属轧环、研磨轮、耐压模具等，具有广泛的应用价值。
附
图1为本发明的结构示意图。
(1)-压机(2)-压机压头(3)-模具压头(4)-合成模具(5)-料块(6)-点火电极(7)-包覆沙子(8)-底模(9)-控制系统。
本发明的优点在于过程简单、大大节省了制备时间，除了瞬间点火电流外不需任何外加电源，节省能源，制备出的材料强度高。
实施例将Ti粉和B粉按一定的比例混合均匀，按常规的工艺压制成原坯，置于自蔓延高温合成模具中，原坯四周由沙子包覆;将模具整体置于压机压头下;接通点火电极的电源开关，150A大电流引发Ti和B的自蔓延高温反应，按配比将形成TiB2-Ti;在燃烧刚刚蔓延过整个料块后，立即下降压头，对料块施加140吨的压力，并使压力保持30秒钟，即可制得密实材料。整个制备过程仅耗时2分钟，所得材料的密实度＞99%。平均晶粒度1.5μm，硬度HRA88，抗弯强度1200MPa。
权利要求
1.一种密实材料的制备方法，其特征在于将原坯置于有点火电极的自蔓延高温合成模具中，二电极插入原坯，原坯四周用沙子包覆，将模具整体置于压机压头下；接通电极，使瞬间电流引发原坯的自蔓延高温合成反应，在合成材料仍处于高温软化状态时，下降压机压头，施加压力并保压，得到密实材料。
2.根据权利要求1所述的密实材料的制备方法，其特征在于二电极插入原坯1～2mm。
3.根据权利要求1所述的密实材料的制备方法，其特征在于点火电极的瞬间电流达到150A。
4.根据权利要求1所述的密实材料的制备方法，其特征在于自然风干的包覆沙子平均粒经为0.5mm。
5.根据权利要求1所述的密实材料的制备方法，其特征在于反应刚刚完成后立即加压100～180吨，并保压5～60秒。
全文摘要
本发明属于密实材料的制备方法，它通过高达150A的瞬间点火电流引燃自蔓延高温合成反应，在材料刚刚合成仍处于＞2000℃的高温时，立即对软化状态的红热料块施加100～180吨的高压，以制备高密实度的材料。与需要数小时高温烧结的传统材料制备法相比，本发明在五分钟内即可完成材料的合成与制备，除了瞬间点火电流外不需任何外加热源，大大节省了制备时间和能源，生产效率极高。由本发明方法制备的TiB
文档编号C04B35/64GK1080913SQ93107538
公开日1994年1月19日 申请日期1993年6月22日 优先权日1993年6月22日
发明者傅正义, 王为民, 袁润章 申请人:武汉工业大学