[发明专利]分级复合材料

权利要求书

1.分级复合材料，其包含按照规定的几何形状用碳化钛增强的铁基合金，其中所述增强部分包含富集碳化钛(4)的微米级球状颗粒的毫米级区域(1)的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒(4)的毫米级区域(2)分隔，所述富集碳化钛的微米级球状颗粒(4)的区域形成其中所述球状颗粒(4)之间的微米级间隙(3)也被所述铁基合金填充的微观结构。

2.根据权利要求1的复合材料，其中富集的所述毫米级区域具有大于36.9体积％的碳化钛(4)浓度。

3.根据权利要求1的复合材料，其中所述增强部分具有16.6至50.5体积％的总碳化钛含量。

4.根据权利要求1或2的复合材料，其中碳化钛的微米级球状颗粒(4)具有小于50μm的尺寸。

5.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中碳化钛的微米级球状颗粒(4)的主要部分具有小于20μm的尺寸。

6.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中所述富集碳化钛球状颗粒的区域(1)包含36.9至72.2体积％的碳化钛。

7.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中所述富集碳化钛的毫米级区域(1)具有1至12mm不等的尺度。

8.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中所述富集碳化钛的毫米级区域(1)具有1至6mm不等的尺度。

9.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中所述富集碳化钛的区域(1)具有1.4至4mm不等的尺度。

10.根据前述权利要求任一项的复合材料，其中所述复合物是磨损部件。

11.通过浇铸来制造根据前述权利要求1至10任一项的分级复合材料的方法，包括下列步骤：

-提供模具，其包含具有预定增强体几何形状的分级复合材料的模腔；

-以碳化钛的毫米级粒料前体形式将包含碳和钛的压实粉末混合物引入旨在形成增强部分的模腔部分中；

-将铁基合金浇铸到该模具中，所述浇铸的热在所述前体粒料中引发碳化钛的放热自蔓延高温合成(SHS)；

-在分级复合材料的增强部分中，在所述前体粒料的位置处，形成富集碳化钛的微米级球状颗粒(4)的毫米级区域(1)的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒(4)的毫米级区域(2)彼此分隔，所述球状颗粒(4)还在富集碳化钛的所述毫米级区域(1)中被微米级间隙(3)分隔；

-在形成微观的碳化钛的球状颗粒(4)之后，通过所述高温浇铸铁基合金渗透毫米级(2)和微米级(3)的间隙。

12.根据权利要求11的制造方法，其中钛与碳的压实粉末混合物包含铁基合金的粉末。

13.根据权利要求11的制造方法，其中所述碳是石墨。

14.分级复合材料，其是根据权利要求11至13任一项的方法获得的。

15.工具或机器，其包含根据权利要求1至10任一项或根据权利要求14的分级复合材料。