酚醛树脂增强铁基复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金复合材料领域，具体设及一种酪醒树脂增强铁基复合材料及其制 备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 铁基材料因其具有高耐磨性，耐热性和硬度大等特点，已广泛应用于交通工具，家 用电器与电动工具W及办公机械中，已成为产量最大、应用最广的一类材料。
[0004] 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有侣、儀、铜、铁 及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。现有技术的铁基复合材料 中由于添加了其他硬度较低的成分，所W其硬度不高，而且易出现混料不均匀的问题。现有 技术制得的铁基材料密度能达到6.5~7g/cm3左右，抗拉性能也不高，表面硬度也很难满足 需要，因此需要综合性能更好的粉末冶金材料来满足市场需要。 阳0化]
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的在于提供一种酪醒树脂增强铁基复合材料及其制备方 法，制得的复合材料密度提高，拉伸强度增强，同时提高了表面硬度。 阳007]本发明的技术方案： 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂7~10%、铜粉 3~8%、钻粉1~2%、氧化飽1~8%、氧化锡1~2%、硫化银3~7%、石墨締6~10%、其余是铁粉。
[0008] 优选的，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂8~9%、铜粉4~7%、钻粉1%、氧化 飽3~5%、氧化锡2%、硫化银4~6%、石墨締7~8%、其余是铁粉。
[0009] 更优选的，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂9%、铜粉5%、钻粉1%、氧化飽 4%、氧化锡2%、硫化银5%、石墨締7%、其余是铁粉。
[0010] 酪醒树脂增强铁基复合材料的制备方法，包括如下步骤： (1) 将酪醒树脂置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升溫炭化，放冷后，将固体残渣用 质量浓度1~10%的氨氧化钢溶液洗涂，再用纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒 树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混1~化； (3) 在600~700MPa的压力下压制成型； (4) 烧结，烧结溫度为300~400°C，烧结压力为2~3MPa，保溫时间为30~40min; (5) 冷却至15~30°C。
[0011] 步骤（1)中，炭化步骤的参数是：升溫速率5~10°C/min,炭化溫度1100~1200°C， 炭化时间3~5小时。
[0012] 有益效果： 本发明提供的复合材料密度达到了 7.5g/cm3w上，拉伸强度达到了 1. 38GPaW上，表 面硬度达到了 600HVW上，具有良好的耐磨性与硬度，同时具有一定的延展性，应用范围 广。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]W下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。 阳〇1引实施例1 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂7%、铜粉3%、钻 粉1%、氧化飽1%、氧化锡1%、硫化银3%、石墨締6%、其余是铁粉。
[0016] 制备方法，包括如下步骤： (1) 将酪醒树脂置于管式炉中，在氮气的气氛下，升溫炭化，升溫速率5°C/min,炭化溫 度Iiocrc，炭化时间3小时，放冷后，将固体残渣用质量浓度1%的氨氧化钢溶液洗涂，再用 纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混Ih; (3) 在eOOMPa的压力下压制成型； (4) 烧结，烧结溫度为300°C，烧结压力为2MPa，保溫时间为30min; (5) 冷却至15°C。
[0017] 实施例2 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂8%、铜粉4%、钻 粉1%、氧化飽3%、氧化锡2%、硫化银5%、石墨締7%、其余是铁粉。 阳01引制备方法，包括如下步骤： (1) 将酪醒树脂置于管式炉中，在氮气的气氛下，升溫炭化，升溫速率TC/min,炭化溫 度112(TC，炭化时间3. 5小时，放冷后，将固体残渣用质量浓度3%的氨氧化钢溶液洗涂，再 用纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混Ih; (3) 在600MPa的压力下压制成型； (4) 烧结,烧结溫度为330C,烧结压力为2MPa,保溫时间为33min; (5) 冷却至20°C。
[0019] 实施例3 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂9%、铜粉5%、钻 粉1%、氧化飽4%、氧化锡2%、硫化银5%、石墨締7%、其余是铁粉。
[0020] 制备方法，包括如下步骤： (1)将酪醒树脂置于管式炉中，在氮气的气氛下，升溫炭化，升溫速率8°C/min,炭化溫 度1150°C，炭化时间4小时，放冷后，将固体残渣用质量浓度5%的氨氧化钢溶液洗涂，再用 纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混1.化； (3) 在650MPa的压力下压制成型； (4) 烧结，烧结溫度为350°C，烧结压力为2. 5MPa，保溫时间为35min; (5) 冷却至25°C。
[0021] 实施例4 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂9%、铜粉7%、钻 粉1%、氧化飽5%、氧化锡2%、硫化银6%、石墨締8%、其余是铁粉。
[0022] 制备方法，包括如下步骤： (1) 将酪醒树脂置于管式炉中，在氣气的气氛下，升溫炭化，升溫速率9°C/min,炭化溫 度118(TC，炭化时间4. 5小时，放冷后，将固体残渣用质量浓度7%的氨氧化钢溶液洗涂，再 用纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混化； (3) 在TOOMPa的压力下压制成型； (4) 烧结，烧结溫度为380°C，烧结压力为3MPa，保溫时间为38min; (5) 冷却至25°C。
[0023] 实施例5 酪醒树脂增强铁基复合材料，含有W下质量百分含量的组分：酪醒树脂10%、铜粉8%、 钻粉2%、氧化飽8%、氧化锡2%、硫化银7%、石墨締10%、其余是铁粉。
[0024] 制备方法，包括如下步骤： (1) 将酪醒树脂置于管式炉中，在氣气的气氛下，升溫炭化，升溫速率l〇°C/min,炭化 溫度1200°C，炭化时间5小时，放冷后，将固体残渣用质量浓度10%的氨氧化钢溶液洗涂，再 用纯水洗涂至中性，烘干后，进行研磨，得到酪醒树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酪醒树脂微球与铜粉、钻粉、氧化飽、氧化锡、硫化银、石墨締、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混化； (3) 在TOOMPa的压力下压制成型； (4) 烧结,烧结溫度为400C,烧结压力为3MPa,保溫时间为40min; (5) 冷却至30°C。 阳0巧] 性能测试 将实施例1~5制得的复合材料进行密度、拉伸强度、表面硬度的测试，结果见表1。
[0026]表1
[0027] 从表I可W看出，本发明提供的复合材料密度达到了 7. 5g/cm3W上，拉伸强度达 到了 1. 38GPaW上，表面硬度达到了 600HVW上，具有良好的耐磨性与硬度，同时具有一定 的延展性，可W很好地应用于各个领域。
[0028] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可W被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节。
【主权项】
1. 酚醛树脂增强铁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分：酚醛树 脂7~10%、粒度为30~50 y m的铜粉3~8%、钴粉1~2%、氧化铯1~8%、氧化锡1~2%、硫化银 3~7%、石墨烯6~10%、其余是铁粉。2. 根据权利要求1所述的酚醛树脂增强铁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百 分含量的组分：酚醛树脂8~9%、铜粉4~7%、钴粉1%、氧化铯3~5%、氧化锡2%、硫化银4~6%、 石墨稀7~8%、其余是铁粉。3. 根据权利要求1所述的酚醛树脂增强铁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百 分含量的组分：酚醛树脂9%、铜粉5%、钴粉1%、氧化铯4%、氧化锡2%、硫化银5%、石墨烯7%、 其余是铁粉。4. 根据权利要求1~3任一项所述的酚醛树脂增强铁基复合材料的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： (1) 将酚醛树脂置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升温炭化，放冷后，将固体残渣用 质量浓度1~1〇%的氢氧化钠溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到酚醛 树脂微球； (2) 将步骤（1)制得的酚醛树脂微球与铜粉、钴粉、氧化铯、氧化锡、硫化银、石墨烯、铁 粉混匀后，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混l~2h ; (3) 在600~700MPa的压力下压制成型； (4) 烧结，烧结温度为300~400°C，烧结压力为2~3MPa，保温时间为30~40min ; (5) 冷却至 15~30°C。5. 根据权利要求4所述的酚醛树脂增强铁基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤 (1)中，炭化步骤的参数是：升温速率5~10°C /min，炭化温度1100~1200°C，炭化时间3~5小 时。
【专利摘要】本发明提供一种酚醛树脂增强铁基复合材料及其制备方法，该复合材料含有以下质量百分含量的组分：酚醛树脂、铜粉、钴粉、氧化铯、氧化锡、硫化银、石墨烯、其余是铁粉。制备方法：（1）将酚醛树脂置于管式炉中炭化、放冷、碱洗、烘干、研磨，得到酚醛树脂微球；（2）将酚醛树脂微球与其他原料混匀后，球磨，混炼；（3）压制成型；（4）烧结；（5）冷却。本发明提供的复合材料密度达到了7.5g/cm3以上，拉伸强度达到了1.38GPa以上，表面硬度达到了600HV以上，具有良好的耐磨性与硬度，同时具有一定的延展性，应用范围广。
【IPC分类】C22C33/02, C22C38/16
【公开号】CN105154770
【申请号】CN201510546142
【发明人】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
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日