[发明专利]耐摩擦铁基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种耐摩擦铁基复合材料及其制备方法。

背景技术

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观或微观上组成具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金，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，所以其硬度不高，而且容易磨损。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种耐摩擦铁基复合材料及其制备方法，复合材料的硬度较强，耐摩擦性能优异。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

耐摩擦铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：氧化锆粉3~5%、钴粉3~5%、氯化钒4~5%、氧化镧1~2%、氧化铝1~2%、硫化银4~10%、熔渣剂5~10%、氮化硅10~12%、其余为铁粉。

耐摩擦铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：氧化锆粉4%、钴粉4%、氯化钒4.5%、氧化镧1.5%、氧化铝1.5%、硫化银6%、熔渣剂8%、氮化硅11%、其余为铁粉。

氮化硅的粒径为10~200μm。

熔渣剂为粉煤灰或二氧化硅。

上述耐摩擦铁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化锆粉、钴粉、氯化钒、氧化镧、氧化铝、硫化银、熔渣剂、氮化硅、铁粉混匀后，经过GB6003规定的200目筛，然后烘干；

（2）在600～700MPa的压力下压制成型；

（3）烧结，烧结温度为400～600℃，烧结压力为2～3MPa，保温时间为30～40min。

（4）冷却至15～30℃。

技术效果

本发明的布氏硬度为98~101，摩擦力为80~81N，硬度较强，耐摩擦性能优异。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。

实施例1

耐摩擦铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：氧化锆粉4%、钴粉4%、氯化钒4.5%、氧化镧1.5%、氧化铝1.5%、硫化银6%、熔渣剂8%、氮化硅11%、其余为铁粉。

氮化硅的粒径为100μm。

熔渣剂为粉煤灰。

上述耐摩擦铁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化锆粉、钴粉、氯化钒、氧化镧、氧化铝、硫化银、熔渣剂、氮化硅、铁粉混匀后，经过GB6003规定的200目筛，然后烘干；

（2）在650MPa的压力下压制成型；

（3）烧结，烧结温度为500℃，烧结压力为2.5MPa，保温时间为35min。

（4）冷却至20℃。

实施例2

耐摩擦铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：氧化锆粉3%、钴粉3%、氯化钒4%、氧化镧1%、氧化铝1%、硫化银4%、熔渣剂5%、氮化硅10%、其余为铁粉。

氮化硅的粒径为10μm。

熔渣剂为二氧化硅。

上述耐摩擦铁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化锆粉、钴粉、氯化钒、氧化镧、氧化铝、硫化银、熔渣剂、氮化硅、铁粉混匀后，经过GB6003规定的200目筛，然后烘干；

（2）在600MPa的压力下压制成型；

（3）烧结，烧结温度为400℃，烧结压力为2MPa，保温时间为30min。

（4）冷却至15℃。

实施例3

耐摩擦铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：氧化锆粉5%、钴粉5%、氯化钒5%、氧化镧2%、氧化铝2%、硫化银10%、熔渣剂10%、氮化硅12%、其余为铁粉。

氮化硅的粒径为200μm。

熔渣剂为粉煤灰。

上述耐摩擦铁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将氧化锆粉、钴粉、氯化钒、氧化镧、氧化铝、硫化银、熔渣剂、氮化硅、铁粉混匀后，经过GB6003规定的200目筛，然后烘干；

（2）在700MPa的压力下压制成型；

（3）烧结，烧结温度为600℃，烧结压力为3MPa，保温时间为40min。

（4）冷却至30℃。

实施例4