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WCp/EPS消失模模样及WCp/Fe复合材料制备

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成果名称: WCp/EPS消失模模样及WCp/Fe复合材料制备 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 高分子材料及复合材料 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL201811567823 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 请选择... 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 河北科技大学 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 请选择... 交易价格(万): 2.00 所属十强产业:

本发明公开了一种WCp/EPS消失模模样及WCp/Fe复合材料消失模铸造成形工艺,属于金属成型技术领域。所述WCp/EPS消失模模样制备方法包括以下步骤:按体积份数称取WC颗粒、稀土粉、EPS珠粒、黏结剂,并混合均匀,完成混料制备;预热模具,当模具温度达到100℃的工作温度,开始充填;利用压缩空气将混料填入模具,并通热蒸汽;解除热蒸汽后,在模具背面喷水进行冷却,使模样温度较快冷却到40℃~50℃,降至软化温度以下,模样定形后,出模。本发明提供的工艺方法,使得合金颗粒与基体间结合牢固,颗粒分散均匀、提高产品综合力学性能,通过消失模铸造可制作大型、形状复杂的WCp/Fe复合材料零件。

本发明提供的WCp/EPS消失模模样制备方法及WCp/Fe复合材料消失模铸造成形方法,此方法生产效率高,成本低,合金颗粒与基体间结合牢固,颗粒分散均匀、显著提高了零件综合力学性能,此方法可制作大型、形状复杂的WCp/Fe复合材料零件。
稀土元素在硅中有较大固溶度,稀土硅的稀土含量较大,且对产品具有良好的固溶强化、沉淀强化作用,可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等。同时,稀土元素有很好的时效强化作用,可以析出非常稳定的弥散相粒子,从而能大幅度提高高温强度和蠕变抗力。加入稀土硅后,合金的抗拉强度和伸长率均得到显著提高,且随稀土硅质量分数增加,呈先增大后降低的趋势。在稀土硅质量分数为1.5%左右时,合金组织细化效果最好,抗拉强度达到最大值。
本发明主要采用WC颗粒、稀土粉、添加剂、EPS珠粒等原料,WC颗粒来源广。硬质相WC颗粒均匀分布在铁基体中,起到了弥散强化的作用,同时WC颗粒作为硬质相,分担了外来载荷,减少了对铁基体的磨损作用。EPS珠粒具有一定的抗压强度,保证WC颗粒混入铁液之前不发生溃散团聚,同时又具有良好的挥发性,保证与高温铁液作用后能够快速气化消失。


WC由于具有优良的物理和化学性能,而且WC颗粒作为磨料的市场非常成熟,特别WCp/Fe复合材料是硬质相WC与铁基体复合而成,因此最适宜高应力、高磨损、强冲击的工况条件,并且由于 WCp/Fe复合材料因其价格低廉、优异的耐高温、耐高速磨损性能及良好的力学性能,而逐渐广泛应用于实际工业生产。
现有的WCp/Fe复合材料制备工艺有粉末冶金法、动力成形法、喷雾沉积技术、无压浸渗法和铸造法等。

粉末冶金法,首先是将基体合金粉末与增强体颗粒、晶须或者片晶在固态混合,随后再经冷压、封装、除气和高温致密化处理(包括热压、热挤压或热轧等)。该工艺方法具有增强体加入量任意调节,成分比例准确控制等特点,制备的制件组织致密、细化、均匀且内部缺陷少。但对原材料要求高,设备成本也昂贵,并需要对复合材料进行二次塑性加工。因此,采用粉末冶金法制备颗粒增强金属基复合材料的工艺过程复杂,而且必须在密封、真空或保护气氛下进行,所需要的设备及生产成本高,制备的零部件结构和尺寸受限制。

本发明的目的是提供一种WCp/EPS消失模模样制备方法及WCp/Fe复合材料消失模铸造成形方法,此方法生产效率高,成本低,合金颗粒与基体间结合牢固,颗粒分散均匀、显著提高了零件综合力学性能,此方法可制作大型、形状复杂的WCp/Fe复合材料零件。


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