[发明专利]一种泡沫模型的制备方法及制备金属基复合材料的方法

说明书

本发明提供了一种泡沫模型的制备方法及制备金属基复合材料的方法。所述泡沫模型的制备方法包括以下步骤：将有机黏结剂溶于有机溶剂中，得有机黏结剂溶液；将可发性聚苯乙烯珠粒和硬质陶瓷颗粒混合，加入所述有机黏结剂溶液，搅拌均匀，得混合物料；将所述混合物料加入模具中，通入蒸汽，使模腔内的可发性聚苯乙烯珠粒膨胀，得消失模铸造用泡沫模型。采用上述增强颗粒均匀分布其中的消失模模型，采用V‑EPC消失模工艺铸造耐磨件，使得增强颗粒均匀分布于金属基体中，可制备得到整体耐磨性增强的铸件，耐磨性能可达到相应金属耐磨件的2‑2.5倍以上。

技术领域

本发明涉及塑料机械制造技术领域，尤其涉及一种泡沫模型的制备方法及制备金属基复合材料的方法。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上材料组成，通常两者性质截然不同，形成性能互补的状态，最终加以优化组合构成的一种材料。按照基体材料的不同，通常将复合材料分为三类，分别为树脂基复合材料(PMC)、金属基复合材料 (MMCs)、陶瓷基复合材料(CMC)。与其他复合材料相比，金属基复合材料凭借其高强度、高弹性模量、良好的高温性能和抗疲劳性能、良好的耐磨性和尺寸稳定性、不吸湿、不老化等优点，成为近年来人们研究的热点。金属基复合材料按照增强相的形态特征大致可分为纤维增强、晶须增强、颗粒增强以及颗粒和短纤维混合增强四种。其中，陶瓷颗粒增强金属基表面复合材料将金属材料的高强韧性和陶瓷颗粒的高硬度有效结合起来，形成整体耐冲击和表面耐磨的高性能材料，因而受到广泛关注。

目前，采用铸渗法制备得到的颗粒增强金属基复合材料仅在复合材料的表面存在增强复合层，因此只有表面的力学性能较好，一旦表面的增强复合层磨损之后，复合材料的力学性能就会大幅下降，造成资源的极大浪费。因此，研制一种可以提高金属基复合材料整体耐磨性的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有铸渗法制备得到的颗粒增强金属基复合材料仅在表面存在增强复合层，导致复合材料耐磨性较差的问题，本发明提供一种泡沫模型的制备方法及制备金属基复合材料的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案一是：

一种消失模铸造用泡沫模型的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将有机黏结剂溶于有机溶剂中，得有机黏结剂溶液；

步骤二、将可发性聚苯乙烯珠粒和硬质陶瓷颗粒混合，加入所述有机黏结剂溶液，搅拌均匀，得混合物料；

步骤三、将所述混合物料加入模具中，通入蒸汽，使模腔内的可发性聚苯乙烯珠粒膨胀，冷却固化得消失模铸造用泡沫模型。

相对于现有技术，本发明提供的消失模铸造用泡沫模型的制备方法，利用有机黏结剂将硬质陶瓷颗粒均匀粘附在可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒表面，然后将混合均匀的混合物料填满模腔，通过蒸汽使EPS珠粒膨胀，膨胀的EPS 颗粒和硬质陶瓷颗粒相互粘结在一起形成一个无缝隙的整体模型，冷却后便可得到硬质陶瓷颗粒在其中均匀分布的消失模铸造用泡沫模型，并且由于硬质陶瓷颗粒之间以及硬质陶瓷颗粒与EPS珠粒之间黏结剂的存在，可有效避免因浇注金属液的冲刷作用而造成的硬质陶瓷颗粒在铸件中分布不均匀问题的出现，同时还能避免EPS珠粒膨胀过程中硬质陶瓷颗粒从EPS珠粒表面脱落问题的出现。

优选的，所述有机黏结剂为酚醛树脂与松香的混合物，其中，所述酚醛树脂与所述松香的质量比为2-2.5:1。

优选的黏结剂浇注后产气量少，产生的气体可以在短时间内迅速排出，不影响浇注过程的顺利进行，且优选的黏结剂气化后残留物少，不会产生夹渣和气孔缺陷，保证了铸件的力学性能。

优选的，所述有机溶剂为无水乙醇。