[发明专利]一种铁基复合材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种铁基复合材料的制备方法，涉及金属基复合材料与先进制造的技术领域。以粒径为1～2微米的Fe‑Ni‑P复合粉末和粒径为100～250纳米的Fe‑N粉末为原材料；控制石墨模具压头的尺寸和轴向位移量，实现对多孔铁孔隙率的控制，制备出14～39％孔隙率的Fe‑Ni‑P合金/多孔Fe/Fe‑Ni‑P合金复合材料。减轻了Fe‑Ni‑P合金的重量的同时获得了良好的减震和阻尼性能，另一方面对成形样品的后续深冷处理可诱导表层Fe‑Ni‑P合金中亚稳态γ相向α相转变，从而显著提高其硬度强度，相变程度可通过改变深冷处理温度及保温时间加以控制，进而实现表层性能的可调节化。

主权项

1.一种铁基复合材料的制备方法，具体工艺步骤如下：/n称取粒径为1～2微米的Fe-Ni-P复合粉末2份，称取粒径为100～250纳米的Fe-N粉末1份；其中每份Fe-Ni-P复合粉末占总粉末的质量百分比为15～20％，Fe-N粉末占总粉末的质量百分比为60～70％；将所称取的Fe-Ni-P复合粉末1份、Fe-N粉末1份、Fe-Ni-P复合粉末1份，依次放入石墨模具(2)中，在20MPa的轴向压力下预压成型，形成两端为Fe-Ni-P复合粉末，中间夹层为Fe-N粉末的复合圆柱体；将预压成型的复合圆柱体连同石墨模具(2)放入放电等离子体烧结炉中，在真空的环境下进行放电等离子体烧结，烧结后获得的Fe-Ni-P合金部分为亚稳定的γ相结构，即面心立方结构；所述轴向压力为双向进给，上压头(1)在石墨模具(2)内的进给段长度为2～3厘米，下压头(6)在石墨模具(2)内的进给段长度均为1厘米，在烧结过程中石墨模具(2)两端的上压头(1)和下压头(6)相向轴向位移，直至上压头(1)、下压头(6)的挡肩与石墨模具(2)的两端相贴合，在石墨模具(2)腔内预留6.28～9.42立方厘米的空间供粉体自由烧结并最终成形，从而使该复合材料的中间层获得14～39％的孔隙率。/n