一种粉末冶金复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末冶金复合材料及其制备方法，该复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨4-10份、氧化硼3-5份、氧化铝10-20份、氧化锌15-25份、二氧化硅4-8份、二氧化钛5-8份、硬脂酸4-6份、铁粉35-50份、铜粉40-55份。制备方法：a、用磨机进行球磨；b、粉碎过筛；c、压制成坯；d、烧结即得粉末冶金复合材料。本发明制备的粉末冶金复合材料的抗拉强度、抗压强度、硬度和磨损率各项指标均较好，并且融合性好、压坯后易脱模，材料综合性能优异。
【专利说明】一种粉末冶金复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料、冶金【技术领域】，特别涉及一种粉末冶金复合材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 粉末冶金是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。粉 末冶金零件生产工艺的本质性优势是，具有复杂零件的快速成形能力和材料高利用率。
[0003] 粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，并且在相当大的范围内根据要求进 行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。
[0004] 粉末冶金的原材料为金属粉末，金属粉末主要是由各种金属原料分解成细小颗粒 而混合组成的粉末。由于粉末冶金和铸造的工艺不同，金属粉末往往难以很好的融合，甚至 压坯后脱模困难，特别是在生产部分复杂结构性零件时，并且材料的性能也不十分理想，需 要进行进一步的研究和改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服以上现有技术的不足而提供一种融合性好、压坯后易脱 模、材料性能优异的粉末冶金复合材料及其制备方法。
[0006] 本发明的一种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨4-10份、氧化 硼3-5份、氧化错10-20份、氧化锌15-25份、二氧化娃4-8份、二氧化钛5-8份、硬脂酸4-6 份、铁粉35-50份、铜粉40-55份。
[0007] 优选的，一种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨5-9份、氧化硼 4-5份、氧化铝12-18份、氧化锌18-22份、二氧化硅5-7份、二氧化钛6-7份、硬脂酸5-6 份、铁粉40-45份、铜粉45-50份。
[0008] 更优选的，一种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨8份、氧化硼 4. 5份、氧化铝15份、氧化锌20份、二氧化硅6份、二氧化钛6. 5份、硬脂酸5. 5份、铁粉43 份、铜粉48份。
[0009] -种粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010] a、将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到200-300 目粉末，然后进行喷雾干燥、烘干；
[0011] b、将干燥后的粉末于5-8Mpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下 800-850°C烧结6-7小时，然后将烧结后的物料粉碎过150-200目筛；
[0012] c、将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模 具，压制成坯；
[0013] d、将压坯先在400-500°C条件下烧结2-3小时，再在700-800°C条件下烧结2. 5-3 小时，最后在970-1070°C条件下烧结3-4小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
[0014] 优选的，步骤b中所述的将烧结后的物料粉碎过150目筛。
[0015] 优选的，步骤d中所述的最后在1020°C条件下烧结3. 5小时。
[0016] 有益效果：
[0017] 1、本发明制备的粉末冶金复合材料的抗拉强度、抗压强度、硬度和磨损率各项指 标均较好，并且融合性好、压坯后易脱模，材料综合性能优异。
[0018] 2、本发明制备方法适用范围广，节能省时，成本低。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] -种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨4份、氧化硼3份、氧化 铝10份、氧化锌15份、二氧化硅4份、二氧化钛5份、硬脂酸4份、铁粉35份、铜粉40份。
[0021] 一种粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022] a、将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到200目粉 末，然后进行喷雾干燥、烘干；
[0023] b、将干燥后的粉末于5Mpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下800°C烧 结6小时,然后将烧结后的物料粉碎过150目筛；
[0024] c、将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模 具，压制成坯；
[0025] d、将压坯先在400°C条件下烧结2小时，再在700°C条件下烧结2. 5小时，最后在 970°C条件下烧结3小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
[0026] 实施例2
[0027] -种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨5份、氧化硼4份、氧化 铝12份、氧化锌18份、二氧化硅5份、二氧化钛6份、硬脂酸5份、铁粉40份、铜粉45份。
[0028] -种粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029] a、将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到300目粉 末，然后进行喷雾干燥、烘干；
[0030] b、将干燥后的粉末于6Mpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下850°C烧 结7小时，然后将烧结后的物料粉碎过200目筛；
[0031] c、将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模 具，压制成坯；
[0032] d、将压坯先在500°C条件下烧结3小时，再在800°C条件下烧结3小时，最后在 1070°C条件下烧结4小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
[0033] 实施例3
[0034] 一种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨9份、氧化硼5份、氧化 铝18份、氧化锌22份、二氧化硅7份、二氧化钛7份、硬脂酸6份、铁粉45份、铜粉50份。
[0035] -种粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0036] a、将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到300目粉 末，然后进行喷雾干燥、烘干；
[0037] b、将干燥后的粉末于7Mpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下800°C烧 结7小时，然后将烧结后的物料粉碎过200目筛；
[0038] c、将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模 具，压制成坯；
[0039] d、将压坯先在450°C条件下烧结3小时，再在740°C条件下烧结3小时，最后在 KKKTC条件下烧结3小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
[0040] 实施例4
[0041] 一种粉末冶金复合材料由以下重量份数的原料制成：石墨8份、氧化硼4. 5份、氧 化铝15份、氧化锌20份、二氧化硅6份、二氧化钛6. 5份、硬脂酸5. 5份、铁粉43份、铜粉 48份。
[0042] -种粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0043] a、将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到200目粉 末，然后进行喷雾干燥、烘干；
[0044] b、将干燥后的粉末于SMpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下810°C烧 结6. 5小时，然后将烧结后的物料粉碎过150目筛；
[0045] c、将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模 具，压制成坯；
[0046] d、将压坯先在470°C条件下烧结2. 5小时，再在760°C条件下烧结3小时，最后在 1020°C条件下烧结3. 5小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
[0047] 将上述实施例制备的粉末冶金复合材料进行性能测试，性能测试结果如表1所 /Jn 〇
[0048] 表 1
[0049]
【权利要求】
1. 一种粉末冶金复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料制成：石墨4-10份、氧 化硼3-5份、氧化错10-20份、氧化锌15-25份、二氧化娃4-8份、二氧化钛5-8份、硬脂酸 4-6份、铁粉35-50份、铜粉40-55份。
2. 根据权利要求1所述的一种粉末冶金复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料 制成：石墨5-9份、氧化硼4-5份、氧化铝12-18份、氧化锌18-22份、二氧化硅5-7份、二氧 化钛6-7份、硬脂酸5-6份、铁粉40-45份、铜粉45-50份。
3. 根据权利要求1所述的一种粉末冶金复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料 制成：石墨8份、氧化硼4. 5份、氧化铝15份、氧化锌20份、二氧化硅6份、二氧化钛6. 5份、 硬脂酸5. 5份、铁粉43份、铜粉48份。
4. 一种如权利要求1至3任一项所述的粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在于包 括以下步骤： a、 将氧化硼、氧化铝、氧化锌、铁粉和铜粉混合，用球磨机进行球磨，得到200-300目粉 末，然后进行喷雾干燥、烘干； b、 将干燥后的粉末于5-8Mpa压力条件下压制成块状，再于氮气保护条件下800-850°C 烧结6-7小时，然后将烧结后的物料粉碎过150-200目筛； c、 将二氧化硅、二氧化钛和硬脂酸加入步骤b得到的物料中，搅拌均匀后装入模具，压 制成坯； d、 将压坯先在400-500°C条件下烧结2-3小时，再在700-800°C条件下烧结2. 5-3小 时，最后在970-1070°C条件下烧结3-4小时，然后冷却至室温即得粉末冶金复合材料。
5. 根据权利要求4所述的一种粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在于步骤b中所 述的将烧结后的物料粉碎过150目筛。
6. 根据权利要求4所述的一种粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在于步骤d中所 述的最后在1020°C条件下烧结3. 5小时。
【文档编号】B22F1/00GK104384499SQ201410587866
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明 申请人:苏州莱特复合材料有限公司