1.一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:包括产品成形模具组件(2)、套模(4)、底板(3)、压机顶杆(5)和工作台(6),所述工作台(6)安装在压机上,所述工作台(6)的上表面配合安装有套模(4),所述套模(4)的中部配合有底板(3),底板(3)的上方放置产品成形模具组件(2),所述底板(3)的底面抵接有压机顶杆(5),所述压机顶杆(5)穿过工作台(6),并通过压机顶杆(5)的升降控制底板(3)及产品成形模具组件(2)在套模(4)的腔体内作上下运动;
具体工艺步骤如下:
第一步:对套模(4)的内壁、底板(3)及压机顶杆(5)上表面均匀地喷涂脱模剂;
第二步:将若干粒径不同的陶瓷增强体粉末混合并充分搅拌,配制出待装填的粉料(1);
第三步:将构成产品成形模具组件(2)的所有零件拆分,各零件表面均匀地喷涂上脱模剂;
第四步:将第三步中表面已经均匀涂有脱模剂的零件组装成产品成形模具组件(2);
第五步:将第二步中已经搅拌均匀的粉料(1)灌装入组装好的产品成形模具组件(2)的腔内,振动并压实;
第六步:将产品成形模具组件(2)放入预热炉内,预热到500-700℃,并保温3-5h,均匀加热产品成形模具组件(2)和粉料(1);
第七步:套模(4)中段外装有高频加热器(11),启动高频加热器(11),对套模(4)中段进行加热,加热温度约在200℃-500℃左右;
第八步:将压机顶杆(5)和安放在顶杆(5)顶面的底板(3)升起,底板(3)的上表面升至高于套模(4)的上表面,将预热好的产品成形模具组件(2)放到底板(3)的上表面;
第九步:降下压机顶杆(5),使底板(3)连同产品成形模具组件(2)沿套模(4)的内壁缓缓放入套模(4)内,并使底板(3)与工作台(6)上表面接触;
第十步:将预处理过的金属液(7)注入套模(4)的内腔,金属液(7)的浇注温度控制在金属液熔点以上100-200℃,金属液(7)淹没产品成形模具组件(2);
第十一步:底板(3)中部设置有中心孔(301),与压机顶杆(5)的抽气通道(8)连通,注入金属液(7)时,开启外连的真空泵(12),从底部气道对产品成形模具组件(2)内部进行抽真空处理,使产品成形模具组件(2)内部产生负压;
第十二步:启动压机,压头(9)下降压入套模(4),对金属液(7)施压使金属液(7)浸渗到粉料(1)的空隙中,保压3-7分钟,并关闭外连的真空泵(12);
第十三步:保压后,温度下降,与套模(4)内壁接触的金属液最先变成一层凝固层,该凝固层呈环形状,对压机压头(9)形成反向支撑力,降低了压头(9)对中心未凝固金属液(7)的压强;
第十四步:按下压机上升按钮,抬起压头(9),立刻将二次加压板(10)置于金属液(7)中心表面之上,随即按下压机下降按钮,下降压头(9),通过压头(9)对二次加压板(10)加压,从而对金属液(7)中心部位二次施加以更大压强使金属液(7)更充分地浸渗到粉料(1)的空隙中,二次保压5-12分钟;
第十五步:待金属液(7)凝固后,关闭高频加热器(11),压头(9)退出套模(4),上抬至原先高度;
第十六步:压机顶杆(5)升起,带动底板(3)将包含产品成形模具组件(2)的金属锭顶出套模(4)的腔体外;
第十七步:对产品成形模具组件(2)进行锯切、脱模操作,取出金属基陶瓷复合材料产品的坯料,再对坯料按产品要求进行机加工,可得最终产品。
2.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:所述二次加压板(10)呈扁状结构。
3.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:所述二次加压板(10)为长方体结构。
4.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:压头(9)的头部外径与套模(4)的内径匹配。
5.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:第七步中,高频加热器(11)的加热温度为200℃-500℃。
6.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:所述套模(4)为底盘直径大于筒体直径的圆形套筒结构。
7.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:底板(3)的底部设置有第一台阶(302),套模(4)的底部开有直径小于顶部开口直径,底部开口处设置有第二台阶(401),所述第一台阶(302)和第二台阶(401)配合,将底板(3)卡住。
8.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:陶瓷增强体粉末采用金刚石粉末、碳化硅粉末或硅粉末。
9.如权利要求1所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:中心孔(301)和抽气通道(8)连通,所述中心孔(301)与产品成形模具组件(2)的空隙连通,抽气通道(8)通过管路与真空泵(12)连接。
10.如权利要求9所述的一种二次施压制备金属基陶瓷复合材料的工艺,其特征在于:抽气通道(8)为直角形结构。