[发明专利]一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

①机械混合：将钨粉、碳化钨粉、铜粉、镍粉和有机溶剂机械混合均匀；

②压制成型：将机械混合后的物料压制成型成压坯；

③熔渗烧结：然后将压坯采用熔渗烧结制备钨铜复合材料；

④渗碳：将经步骤③制成的钨铜复合材料置于渗碳炉中进行渗碳，得到表面是渗碳层、内部是各个组成相均匀分布的具有高耐磨性的碳化物复合材料；

其中，所述的钨粉、碳化钨粉、铜粉及镍粉的质量比为74-76:4-6:4-6:0.1-0.3，所述的溶剂的量按照每千克由钨粉、碳化钨粉、铜粉及镍粉制成的混合粉料加5-10毫升的有机溶剂；

还包括步骤⑤喷砂：将经步骤④渗碳后的复合材料置于喷砂机中进行喷砂，用来去除表面粘附的炭黑，喷砂的冲击速度为10～20米/秒，喷砂所用的砂粒不大于200目；

所述的钨粉的粒径为4～6μm，碳化钨粉的粒径为6～10μm，铜粉的粒径为50～80μm，镍粉的粒径为1～5μm；

在渗碳前去除掉零件表面多余的铜。

2.根据权利要求1所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的①机械混合为：将钨粉、碳化钨粉、铜粉、镍粉与有机溶剂共同搅拌混合2～3小时，然后过40目的筛网放置1～2小时。

3.根据权利要求1所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的②压制成型步骤为：

根据所加工产品的尺寸即产品的体积和压坯的密度，计算所需要的压坯的质量，然后称取压坯的质量相同的混合粉装入钢制模具中，以6～8吨/厘米²的压力压制成型，再将压坯从模具中以小于30％的压制压力脱出。

4.根据权利要求3所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的压坯的密度是理论密度的85％，即13～13.2克/立方厘米。

5.根据权利要求1所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的③熔渗烧结包括：

将步骤②压制成型的压坯放入石墨舟中，然后将石墨舟放入在高温保护气氛烧结炉内熔渗铜烧结，溶渗的铜的质量是压坯质量的17％；

烧结时，在石墨舟上面设置用来渗铜的铜坯块，并在周围设置高纯氧化铝填料；

烧结时，控制保护气氛流量为0.3～0.6立方米每小时，温度为1400℃～1460℃，烧结时间为2～2.5小时。

6.根据权利要求1所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的④渗碳包括：

将步骤③熔渗烧结后的坯料放在含有渗碳剂的渗碳炉中，加热到950～980℃，保温12～24小时进行渗碳，渗碳结束后，随炉冷却到室温，再去掉渗碳剂。

7.根据权利要求6所述的一种高耐磨的梯度结构碳化物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的渗碳剂为液体渗碳剂或固体渗碳剂，液体渗碳剂的用量按照每分钟2～5毫升，所述的固体渗碳剂的用量按照每千克钨粉、碳化钨粉、铜粉及镍粉的混合粉加200克固体渗碳剂；

所述液体渗碳剂为煤油或甲烷，所述固体渗碳剂为尿素，所述的有机溶剂为汽油、酒精或丙酮。