CN101519737A - 高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,包括:一种材料或多种材料组成的高熔点颗粒或纤维,一种材料或多种材料组成的低熔点颗粒,助剂,铸模,高熔点颗粒或纤维与低熔点颗粒均匀混合,加压,加热,熔化成液态低熔点材料填充到相邻高熔点颗粒或纤维的缝隙中,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维合金结构,或低熔点材料立体网状骨架与包裹高熔点材料在界面上形成新的合金材料。
Description
发明领域:
本发明涉及粉末冶金材料。
背景技术:
中国专利ZL02158146.0《颗粒合金》公开以铁和碳为主要成分的颗粒合金,该发明是通过压力方法将含有Cu,Zn-St,C的颗粒合金压成汽缸,并未涉及到本发明提出的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制备。
中国专利ZL97100450.1《颗粒合金球的制造方法》采用加压和烧结的方法制造颗粒合金球,并未涉及到本发明提出的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制备。
发明内容:
本发明的目的是:1、解决高熔点颗粒或纤维与低熔点颗粒的熔制成型问题。2、在加热条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充高熔点颗粒或纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点材料包裹高熔点颗粒或纤维结构。3、在加热条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充未熔化高熔点多孔颗粒或网状纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点材料包裹高熔点多孔颗粒或网状纤维结构,解决多孔颗粒塌缩问题和网状纤维结构相互间连接问题。4、在加热条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充表面为熔融态高熔点颗粒或纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点液体与高熔点熔融材料物理状态融合成一体或在低熔点材料与高熔点材料相接触的界面上形成新合金材料界面层。5、采用感应加热方法,交变磁场内的磁力线使导磁金属颗粒表面产生涡流,温度迅速上升,高温导磁金属颗粒加热相邻的非导磁金属颗粒,玻璃颗粒或矿物颗粒,形成非导磁金属,玻璃和导磁金属相互交织的网状合金结构。6、通过在不同部位放置不同比例、不同成分的材料,使得高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制品在不同部位具有不同的成份和性能。7、在高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金中放置镶嵌件,制造成带有镶嵌件的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制品。8、在镶嵌件槽内放置高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒,加热,制造成带有高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金的镶嵌件制品。
本发明提出的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,包括:一种材料或多种材料组成的高熔点颗粒或纤维,一种材料或多种材料组成的低熔点颗粒,助剂,铸模,高熔点颗粒或纤维与低熔点颗粒均匀混合,加压,加热低熔点颗粒到液态,熔化成液态低熔点材料填充到相邻高熔点颗粒或纤维的缝隙中,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维合金结构。
本发明提出的另一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,包括:一种材料或多种材料组成的高熔点颗粒或纤维,一种材料或多种材料组成的低熔点颗粒,助剂,高熔点颗粒或纤维与低熔点颗粒均匀混合,填充进铸模中,加压,加热至低熔点颗粒成液态和高熔点颗粒或纤维表面成熔融态,熔化的低熔点液态材料填充到相邻表面为熔融态高熔点颗粒或纤维间的缝隙中,形成低熔点液态材料立体网状骨架包裹表面熔融态高熔点颗粒或纤维合金结构,低熔点液态材料与表面熔融态的高熔点颗粒或纤维材料以物理状态相互交融成一体或低熔点液态材料与表面熔融态的高熔点颗粒或纤维材料在相接触的界面上形成新合金材料界面层。
为提高高熔点颗粒或高熔点纤维与低熔点材料的连接强度,高熔点颗粒或高熔点纤维制造成高熔点多孔颗粒或高熔点多孔纤维,熔化的低熔点液态材料填充到高熔点多孔颗粒或多孔纤维间的缝隙中和孔隙内与高熔点多孔颗粒或高熔点多孔纤维紧密的结合成一体,液态低熔点材料填充到高熔点多孔颗粒的缝隙和孔洞中可以提高高熔点多孔颗粒或多孔纤维的强度,防止多孔颗粒或多孔纤维破碎和塌缩。
由于高温颗粒和低温颗粒具有多种材料,不同比例的组合特性,不同部位放置不同比例的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒,可以得到不同部位具有不同性能的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金。
由于高温颗粒和低温颗粒具有多种材料,不同比例的组合特性,不同部位放置不同成分,不同尺寸的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒,可以得到不同部位具有不同成分和性能的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金。
高熔点颗粒或纤维材料或低熔点颗粒材料包括:导磁金属材料,导磁金属合金材料,金属材料,金属化合物材料,金属合金材料,玻璃材料,矿物材料,有机树脂材料。
为提高高熔点颗粒或高熔点纤维与低熔点材料的强度或提高镶嵌件的局部性能,高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒内加镶嵌件,或镶嵌件槽内放置混合的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒,或高熔点颗粒或纤维和低熔点合金颗粒放置在镶嵌件表面,加热熔化后,高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金与镶嵌件结合成一体。
为保证低熔点颗粒材料均匀分布在高熔点颗粒或纤维材料周围,高熔点颗粒或纤维表面复合胶,复合胶的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合,低熔点颗粒粘在高熔点颗粒或纤维上,分选后,将结合有低熔点颗粒的高熔点复合颗粒装入到机器或模具或加热炉中,加热,低熔点颗粒和胶熔化成液态,填充到高熔点复合颗粒的缝隙中,使高熔点颗粒或纤维材料与低熔点材料结合成一体。
助剂是附着在颗粒表面的改性材料,如:附着在玻璃颗粒或矿物颗粒表面的偶联剂,提高低熔点有机树脂液与玻璃颗粒或矿物颗粒的结合强度。
铸模包括:石膏模,玻璃模,陶瓷模,耐火材料模,金属模,可移动压缩模。
高熔点材料和低熔点材料包括下列组成:
高熔点颗粒是玻璃颗粒,低熔点颗粒是有机树脂颗粒。
高熔点颗粒是金属颗粒,低熔点颗粒是有机树脂颗粒。
高熔点颗粒是金属化合物颗粒,低熔点颗粒是有机树脂颗粒。
高熔点颗粒是金属合金颗粒,低熔点颗粒是有机树脂颗粒。
高熔点颗粒是金属合金颗粒,低熔点颗粒是玻璃颗粒。
高熔点颗粒是高熔点金属颗粒,低熔点颗粒是低熔点金属颗粒。
高熔点颗粒是导磁金属材料,低熔点颗粒是有机树脂颗粒。
高熔点颗粒是导磁金属材料,低熔点颗粒是金属颗粒。
高熔点颗粒或纤维可以用网状纤维替代,其优点是网状纤维提高合金的强度和抗冲击性能。
一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金制备方法:高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒均匀混合;将均匀混合的低熔点颗粒和高熔点颗粒或纤维装入到铸模中;加压、加热到低熔点颗粒熔化成液态;熔化成液态的低熔点材料填充到相邻高熔点颗粒或纤维缝隙中,冷却后,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维结构。
一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金制备方法:高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒均匀混合;将均匀混合的低熔点颗粒和高熔点颗粒或纤维装入到铸模中;加压、加热到低熔点颗粒熔化成液态和高熔点颗粒或纤维到表面熔融态;熔化成液态的低熔点材料填充到相邻表面熔融态高熔点颗粒或纤维缝隙中,液态的低熔点材料与相邻表面熔融态高熔点颗粒或纤维在界面上形成新的合金材料;冷却后,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维合金结构。
上述合金制备方法中,高熔点颗粒或纤维是高熔点多孔颗粒或高熔点多孔纤维,熔化成液态的低熔点材料填充到相邻表面熔融态高熔点颗粒或纤维缝隙和孔隙中。
上述合金制备方法中,高熔点颗粒或纤维加热后和低熔点颗粒混合优选采用微颗粒气流湍流分散与表面改性处理技术,其方法为,首先采用高温的强湍流气流对高熔点颗粒或纤维进行分散处理,将团聚体颗粒打散并形成单分散颗粒,然后将高熔点颗粒或纤维加热到低熔点颗粒熔化温度以上,用雾化喷嘴将加热的高熔点颗粒或纤维喷入低熔点颗粒气雾中,使低熔点颗粒均匀地附着在高熔点颗粒或纤维表面,并与高熔点颗粒或纤维结合成一体,包覆了低熔点颗粒的高熔点颗粒或纤维随后通过喷嘴喷出,用注入气体的方式对其进行冷却后处理;最后由旋风收集器对包覆了低熔点颗粒的高熔点颗粒或纤维进行收集,余气排入储气罐中。通常,对易氧化的金属采用保护性气体,如:CO2气,惰性气体,对不易氧化的材料采用空气。
上述合金制备方法中,高熔点颗粒或纤维加热后和低熔点颗粒混合也可以采用将高熔点颗粒或纤维加热后,喷雾到低熔点颗粒中,机械混合,使低熔点颗粒均匀地附着在高熔点颗粒或纤维表面,分选后,得到包覆低熔点颗粒的高熔点颗粒或纤维。
上述合金制备方法中,高熔点颗粒或纤维表面用胶粘接低熔点颗粒,其方法为,首先采用高温的强湍流气流对高熔点颗粒或纤维进行干燥与分散处理,将团聚体颗粒打散并形成单分散高熔点颗粒或纤维,然后采用雾化喷嘴将胶雾化或汽化后喷入已分散的高熔点颗粒或纤维体系中,使胶均匀地包覆在高熔点颗粒或纤维表面;包覆了胶的高熔点颗粒或纤维随后通过喷嘴喷射到低熔点颗粒中,低熔点颗粒粘接在高熔点颗粒或纤维表面;最后由旋风收集器对包覆低熔点颗粒的高熔点颗粒或纤维进行收集,余气通过布袋除尘后排入大气。
上述合金制备方法中,高熔点颗粒或纤维涂胶和低熔点颗粒混合可以采用机械混合方法,用雾化喷嘴将胶雾化或汽化后喷入高熔点颗粒或纤维中,胶均匀地包覆在高熔点颗粒或纤维表面;将带胶高熔点颗粒或纤维喷入低熔点颗粒中,用机械混合方法使低熔点颗粒均匀地粘在高熔点颗粒或纤维表面,分选后,得到包覆低熔点颗粒的高熔点颗粒或纤维。
上述合金制备方法中,当高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒比重相差较大时,加热采用逐层加热,逐层冷却凝固方法。逐层加热,逐层冷却凝固方法的优点是:1、不出现材料比重分层现象。2、当下部高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒熔化时,低熔点颗粒熔化成液态,填充到高熔点颗粒或纤维的缝隙中,当下部高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金凝固产生的体收缩,由上部的合金颗粒填充,不会出现缩孔。采用逐层加热,逐层冷却凝固方法得到高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金后,采用恒温热处理方法,对高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金进行均匀化处理,保证材料组织的均匀和应力的消除。
上述合金制备方法中,依据高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制品材料成分性能要求的不同,加热方式是电加热、电磁加热、微波加热、燃料加热或蒸汽加热。电磁感应加热时,交变磁场内的磁力线通过导磁金属颗粒,导磁金属颗粒表面产生无数的小涡流,使导磁金属颗粒温度迅速上升,导磁金属颗粒或导磁金属合金颗粒是加热体,高温导磁金属或导磁金属合金加热相邻的非导磁金属颗粒、金属化合物颗粒、金属合金颗粒、玻璃颗粒、矿物颗粒或有机树脂颗粒。熔点低,先熔化的材料,进入未熔化导磁材料颗粒的缝隙中,相邻材料界面处熔融成一体或形成新的合金和化合物。交变磁场内加热的导磁金属颗粒加热相邻的低熔点材料具有自修补裂纹功能、消除应力功能、合金新化处理功能。
采用电磁感应加热时,模具材料采用陶瓷或玻璃或耐火材料或无磁金属氧化物或无磁金属。
上述合金制备方法中,高熔点材料和低熔点材料中包含易氧化金属时,高熔点易氧化金属材料和低熔点易氧化金属材料须在惰性保护气体或真空炉中加热,防止易氧化金属的氧化,改变粉末合金的成分,降低粉末合金的性能。
上述合金制备加热工艺包括如下方法:
1、加压,加热工艺,如:先将高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒在模具加压,然后,送入加热炉中加热,或加压与加热同时进行,或先送入加热炉中加热,然后,在模具加压。
2、振动,加热工艺,如:先将高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒在模具振动,然后,送入加热炉中加热,或振动与加热同时进行,或先送入加热炉中加热,然后,振动。
3、加压,振动,加热工艺,如:先将高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒在模具加压、振动,然后,送入加热炉中加热,或加压、振动与加热同时进行,或先送入加热炉中加热,然后,在模具中加压、振动。
本发明的优点是:1、高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒可以在常温下按设计要求比例进行均匀混合,解决高熔点颗粒或纤维加入低熔点液态材料中高熔点颗粒或纤维在低熔点液态材料中分布不均问题。2、在加热和高压条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充未熔化高熔点颗粒或纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点材料包裹高熔点颗粒或纤维方法,解决高熔点材料与低熔点材料的成型问题。3、在加热和高压条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充表面为熔融态高熔点颗粒或纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点液体与高熔点熔融材料物理状态融合成一体或在低熔点材料与高熔点材料相接触的界面上形成新合金材料界面层。4、在加热条件下,利用低熔点颗粒熔化成液态的流动特性,填充未熔化高熔点多孔颗粒或网状纤维间的缝隙,形成立体网状低熔点材料包裹高熔点多孔颗粒或网状纤维结构,解决多孔颗粒塌缩问题和网状纤维结构相互间连接问题,提高多孔颗粒网状纤维的强度。5、通过在不同部位放置不同比例、不同成分的材料,使得高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制品在不同部位具有不同的成份和性能,使得材料的品种多样化,充分发挥材料的特性,降低材料成本。6、在高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金中放置镶嵌件,制造成带有镶嵌件的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金制品。7、将导磁材料均匀混合在无磁基材内,交变磁场内的磁力线通过导磁材料,在导磁金属材料表面产生无数的小涡流,导磁金属材料温度迅速上升,导磁金属材料将热量传递给无磁基材,使无磁基材熔化,熔化的无磁基材具有自修补裂纹功能、消除应力功能、合金新化处理功能,提出磁性自修复合金的制造方法。
附图说明:
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是具有本发明特征的填充膨胀珍珠岩颗粒保温墙板结构图。
图2是图1填充膨胀珍珠岩颗粒保温墙板制造结构图。
图3是具有本发明特征的铜锡聚酰亚胺轴瓦结构图。
图4是具有本发明特征的铜锡聚酰亚胺轴瓦制造流程图。
图5是具有本发明特征的铜锡聚酰亚胺合金轴承制造结构图。
图6是具有本发明特征的耐蚀螺旋桨制造结构图。
具体实施方式:
实施例1:
一种填充膨胀珍珠岩颗粒保温墙板结构图如图1所示,图2是填充膨胀珍珠岩颗粒保温墙板制造结构图,其中:1是PVDF面板,2是填充后膨胀珍珠岩颗粒,3是PP树脂网状骨架,4是PP面板,5是金属套模,6是金属压盖,7是金属底板,8是模具成型腔,9是膨胀珍珠岩颗粒,10是甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉,11是芯层PP树脂颗粒,12是PP树脂颗粒,13是PVDF树脂颗粒。多孔保温墙板由PVDF面板1和PP面板4和芯部PP多孔树脂网状骨架3包裹膨胀珍珠岩颗粒4组成。
保温墙板制造过程如下:膨胀珍珠岩颗粒9与1%硅烷偶联剂KH-550均匀混合后加入2%甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10再次混合,甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10镶嵌进膨胀珍珠岩颗粒9孔隙内,PVDF树脂颗粒12铺放金属底板7上,芯层PP树脂颗粒11与镶嵌甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10的膨胀珍珠岩颗粒9均匀混合后,装入金属套模5与金属底板7组成的模具成型腔8 PVDF树脂颗粒13上,上部加PP树脂颗粒12,金属压盖6压在面层PP树脂颗粒12上,加压,使面层PP树脂颗粒12与芯层PP树脂颗粒11和镶嵌甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10膨胀珍珠岩颗粒9和PVDF树脂颗粒13紧密接触,加热模具到145℃,保温,使PVDF树脂颗粒13熔化成液态,熔化成液态PVDF树脂镶嵌进相邻膨胀珍珠岩颗粒9和芯层PP树脂颗粒11缝隙内,加热模具到165℃,加压0.35Mpa,熔化成液态的芯层PP树脂11填充到相邻膨胀珍珠岩颗粒9的缝隙中,膨胀珍珠岩颗粒9内的甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10遇热形成少量气泡,加热模具到170℃,膨胀珍珠岩颗粒9周围的甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)发泡粉10形成大量气泡,形成多孔芯层PP树脂立体网状骨架包裹膨胀珍珠岩颗粒9结构,芯层PP树脂立体网状骨架上部与熔化成液态的PP树脂结合成一体,芯层PP树脂立体网状骨架下部与PVDF树脂熔成一体,冷却后,制造成带有PVDF面板和PP面板的多孔PP树脂包裹多孔膨胀珍珠岩颗粒的保温墙板。
本实施例的优点是:1、PVDF树脂通过镶嵌进膨胀珍珠岩颗粒孔内和PP树脂立体网状骨架内与PP树脂连接成一体,连接牢固,不分层。2、PVDF树脂面板具有良好的耐候性能。3、多孔膨胀珍珠岩具有良好的隔热性能,隔声性能,保温性能,耐火性能,价格低。4、PP树脂发泡树脂具有重量轻,隔热性能好特性。
实施例2:
一种铜锡聚酰亚胺合金轴瓦结构图如图3所示,图4是铜锡聚酰亚胺颗粒制造流程图,图5是铜锡聚酰亚胺合金轴承瓦制造流程结构图,其中:14是钢外套,其作用是保持轴承具有足够的强度,不变形,15是钢外套镶嵌槽,其作用是将铜锡聚酰亚胺复合材料镶嵌在钢外套槽内,防止铜锡聚酰亚胺复合材料脱落,16是聚酰亚胺网状骨架,17是铜锡合金颗粒,铜锡合金颗粒17包裹在聚酰亚胺网状骨架16孔隙内,18是聚酰亚胺颗粒,19是加热器,20是模具底座,21是模具上盖,22是中心轴,23是铜锡聚酰亚胺混合颗粒压环。首先,将CuSn颗粒重量比1%的偶联剂用雾化喷嘴喷入2500目CuSn合金颗粒17中,偶联剂均匀地包覆在高熔点CuSn合金颗粒17表面,得到偶联CuSn颗粒17,将40%偶联CuSn颗粒17与60%聚酰亚胺颗粒18混合,将混合CuSn颗粒17和聚酰亚胺颗粒18装入钢外套14与中心轴22间,对铜锡聚酰亚胺混合颗粒压环23加压,减少铜锡聚酰亚胺混合颗粒的缝隙,增加铜锡聚酰亚胺混合颗粒的结合密度,启动加温器19加温300℃,聚酰亚胺颗粒18熔化成液体,进入CuSn颗粒的缝隙间,形成聚酰亚胺包裹CuSn颗粒的立体网状结构,熔融的聚酰亚胺将CuSn颗粒与钢外套14结合成一体。
本产品的优点是:1、聚酰亚胺与CuSn颗粒结合制造轴瓦,具有耐高温(长期工作温度可达400℃)、高耐摩擦、自润滑、高强度、耐腐蚀、耐冲击、自润滑、热膨胀系数小、耐有机溶剂、无毒、寿命长等综合性能,2、解决了有机材料与金属材料融合的难题。
实施例3:
一种耐蚀螺旋桨制造结构图如图6所示,其中:24是金属螺旋桨芯,25是螺旋桨芯下定位轴,26是TiO2颗粒,27是环氧树脂颗粒,28是碳纤维或混杂纤维,29是模型,30是固定套,31是振动器。首先,将5%TiO2颗粒26与环氧树脂颗粒27和10%碳纤维或混杂纤维混合,制造成含TiO2颗粒26和碳纤维或混杂纤维的环氧树脂混合颗粒,将金属螺旋桨芯24放置在模型29中,其上部用固定套30固定,下部用螺旋桨芯下定位轴25固定,使模型与金属螺旋桨芯留有5-50mm间隙,将含TiO2和碳纤维或混杂纤维的环氧树脂混合颗粒沿模型与金属螺旋桨芯间隙填充,边填充,边开启振动器31振动,直到含TiO2和碳纤维或混杂纤维的环氧树脂混合颗粒将缝隙完全填充为止,将带有金属螺旋桨芯24和含TiO2和碳纤维或混杂纤维的环氧树脂颗粒的模型29放入恒温炉中整体加热,热固性环氧树脂颗粒27熔化,填充进TiO2颗粒26和碳纤维或混杂纤维的孔隙中,冷却后,网状热固性环氧树脂将TiO2颗粒26和碳纤维或混杂纤维与金属螺旋桨芯24粘合成一体。或通过加热圈逐层加热,振动,冷却凝固,将网状热固性环氧树脂颗和TiO2颗粒和碳纤维或混杂纤维与金属螺旋桨芯24粘合成一体。
上述制品中TiO2颗粒可以用Ti颗粒或银颗粒或稀土颗粒替带。
金属螺旋桨芯用镁合金或铝合金或铜合金或不锈钢制造。
本发明的优点是:1、热固性环氧树脂颗粒的耐压性能好,耐腐蚀程度高,采用热固性环氧树脂包裹金属螺旋桨,提高螺旋桨强度和使用寿命。2、在热固性环氧树脂中添加TiO2颗粒或银颗粒具有抑菌,抗菌,抗粘污,防生物附着特性。3、环氧树脂中加碳纤维或混杂纤维,防止环氧树脂产生裂纹,脱落。4、用镁合金或铝合金制造的金属螺旋桨芯质量轻,强度高,耐腐蚀,适宜鱼雷及小型舰船只使用。
实施例4:
一种高导磁导电镍铜颗粒合金的制造方法,首先将熔点为1455℃,密度8.9克/厘米3的导磁金属镍颗粒加热到1250度,用惰性气体雾化喷嘴将加热的镍颗粒喷入铜颗粒惰性气雾中,使熔点为1083℃,密度8.92克/厘米3的铜颗粒熔化后均匀地附着在镍颗粒表面,包覆了铜颗粒的镍颗粒通过收集器冷却,收集,分选后,将包覆了铜颗粒的镍颗粒放到电磁感应加热炉中,交变磁场内的磁力线通过导磁镍颗粒,在导磁金属镍颗粒表面产生无数的小涡流,导磁金属镍颗粒温度迅速上升,导磁金属镍颗粒将热量传递给非导磁金属铜颗粒,当温度升到1083-1200℃时,铜颗粒融化成液态,镍颗粒依然保持为颗粒,包覆在镍周围铜液形成相互交织的网状结构,网状结构的网孔中心是未熔化的镍颗粒,冷却后,制造成高导磁导电镍铜合金。
本方法适宜不同熔点的导磁金属和非导磁金属合金的制造。如用金颗粒或银颗粒代替铜颗粒。镍颗粒用钋镆合金颗粒或铁颗粒替代。
本合金的优点是:1、由于铜呈连续的网状结构,电阻率低,电损耗及发热量小,导电能力强,镍具有高的磁导率,均匀分布的镍使得合金具有高的导磁性能,与熔化混合的镍铜合金相比,导磁与导电能力均有大幅度提高。2、用导磁金属涡流加热方法,导磁金属同时加热,加热速度快,节约能源。4、将熔化的非导磁铜金属液填充到未熔化导磁金属镍颗粒的缝隙中,组成连续的网状结构铜和独立的导磁金属镍颗粒,提供了一种新的金属颗粒合金的制造方法。5、镍是一个中等强度的还原剂,含镍成分较高的铜镍合金,不易腐蚀。
实施例5:
一种钕铁硼永磁金属玻璃颗粒合金制造方法,首先,将60%熔点为1100℃,平均粒度为4。5μm钕铁硼金属颗粒与40%融点为850℃,2500目的玻璃颗粒均匀混合,装入模具内进行压制,压制压力为5。2Mpa,将钕铁硼永磁金属玻璃混合颗粒加热到950度,玻璃颗粒熔化成液态,熔化成液态的玻璃填充到钕铁硼永磁颗粒的缝隙中,形成相互交织的网状玻璃合金结构,在强脉冲磁场(3580ka/m)下钕铁硼永磁颗粒进行磁场取向后,将压制压力提高到200Mpa等压压制,冷却后,制成钕铁硼金属玻璃永磁合金。
本合金的优点是:1、用玻璃液填充钕铁硼永磁金属颗粒间的缝隙,得到的交织网状玻璃钕铁硼永磁金属合金结构,钕铁硼永磁金属包裹玻璃颗粒内,钕铁硼永磁金属不氧化,提高钕铁硼永磁金属的寿命。3、方法简单,成本低。2、将熔化的玻璃液填充到未熔化的钕铁硼永磁金属颗粒中,提供了一种全新的玻璃永磁合金的制造方法。
实施例6:
一种磁性自修复金属塑料颗粒合金的制造方法,首先将熔点为1534℃的导磁铁颗粒加热到320度,聚碳酸脂热塑性塑料融化温度260-340℃,用雾化喷嘴将加热的铁颗粒喷入聚碳酸脂热塑性塑料气雾颗粒中,使聚碳酸脂热塑性塑料颗粒熔化后均匀地附着在铁颗粒表面,包覆了聚碳酸脂热塑性塑料颗粒的铁颗粒通过收集器冷却,收集,分选后,将包覆了聚碳酸脂热塑性塑料颗粒的铁颗粒放到玻璃模具中,玻璃模具放到电磁感应加热炉中,交变磁场内的磁力线通过导磁铁颗粒,在导磁金属铁颗粒表面产生无数的小涡流,导磁金属铁颗粒温度迅速上升,导磁金属铁颗粒将热量传递给聚碳酸脂热塑性塑料颗粒,当温度升到300时,进行恒温保温,聚碳酸脂热塑性塑料颗粒融化成液态填充到铁颗粒的缝隙中,包覆在铁颗粒周围聚碳酸脂热塑性塑料液形成相互交织的网状结构,网状结构的网孔中心是未熔化的铁颗粒,冷却后,制造成磁性自修复金属塑料颗粒合金制品。
本方法适宜不同熔点的导磁金属和工程塑料制品的制造。如用镍颗粒、钴颗粒代替铁颗粒,用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)或ABS或环氧树脂或酚醛树脂或聚苯醚(PPO)或改性聚苯醚(MPPO)或聚苯硫醚(PPS)或聚醚砜(PES)或聚醚醚酮(PEEK)或聚酰亚胺(PI)或聚醚酰亚胺(PEI)或聚芳醚酮(PAEK)或聚醚砜酮(PPESK)或聚醚酮(PPEK)或液晶聚合物(LCP)或聚砜(PSF)或尼龙(PA)极其改性工程树脂替代改性聚碳酸脂(PC)。
本合金的优点是:具有塑料的自修复功能,当塑料出现裂纹时,通过交变磁场内的磁力线对导磁金属铁颗粒产生的小涡流使铁颗粒变热,铁颗粒加热相邻的热塑性塑料,使热塑性塑料重新融化成液态,修复裂纹。
实施例7:
一种磁性自修复金属颗粒合金的制造方法,首先,将65%Ni和35%Fe制造居里温度650℃导磁镍铁合金颗粒加热到630度,雾化喷嘴将加热的导磁镍铁合金颗粒喷入熔化温度620℃稀土铝合金气雾颗粒中,稀土铝合金颗粒熔化后均匀地附着在导磁镍铁合金颗粒表面,包覆了稀土铝合金颗粒的导磁镍铁合金颗粒通过收集器冷却,收集,分选后,将包覆了稀土铝合金颗粒的导磁镍铁合金颗粒放到玻璃模具中,玻璃模具放到电磁感应加热炉中,交变磁场内的磁力线通过导磁镍铁合金颗粒,在导磁镍铁合金颗粒表面产生无数的小涡流,导磁镍铁合金颗粒温度迅速上升,导磁镍铁合金颗粒将热量传递给稀土铝合金颗粒,当温度升到620℃时,稀土铝合金颗粒熔化成液态,熔化的导磁稀土铝合金金属液填充到导磁镍铁合金颗粒的缝隙中,在导磁镍铁合金颗粒周围形成了相互交织的网状合金结构,冷却后,制造成磁性自修复稀土铝合金颗粒合金制品。
本合金的特点是:当稀土铝合金制品出现裂纹时,将稀土铝合金制品放置在交变磁场内,磁力线在稀土铝合金制品出现裂纹处导磁镍铁合金颗粒表面产生无数的小涡流,导磁镍铁合金颗粒温度迅速上升,当温度升到620℃时,稀土铝合金熔化,将稀土铝合金制品裂纹熔合,当温度升到居里温度650℃时,导磁镍铁合金颗粒失去磁性,加热自动终止,稀土铝合金冷却,缝隙自动愈合。在稀土铝合金非裂纹处,由于稀土铝合金包裹在导磁镍铁合金颗粒的外部,形成了磁屏蔽,导磁镍铁合金表面吸收较少磁感线,稀土铝合金不熔化。
磁性自修复金属颗粒合金的制造方法也适宜除导磁镍铁合金颗粒以外的其它导磁金属合金颗粒和其它金属合金的制备。
本方法的优点是:1、在不拆卸制品的情况下即可以快速修复和维修,如:螺旋桨的修复,输液管道的修复,钢结构的修复,航天器修复,汽车零件及油箱及储油罐的修复等。2、在不拆卸制品的情况下即可以快速进行材料的消除应力处理。3、在不挖掘地面覆盖物的情况下,进行地下管道的检修和修复。4、对制品定期进行合金新化处理,提高材料的使用寿命。5、工艺简单,成本低安全可靠。
实施例8:
一种有机-无机透明玻璃的制造方法,首先,将无机透明玻璃颗粒加热到130度,雾化喷嘴将加热的有机透明玻璃颗粒喷入热软化温度105℃PMMA有机玻璃气雾颗粒中,PMMA有机玻璃颗粒熔化后均匀地附着在无机透明玻璃颗粒表面,包覆了PMMA有机玻璃颗粒的无机透明玻璃颗粒通过收集器冷却,收集,分选后,将包覆了PMMA有机玻璃颗粒的无机透明玻璃颗粒放到平板模具中或滚压机中加压,加热,当温度升到120℃时,PMMA有机玻璃颗粒熔化成液态,熔化PMMA有机玻璃液填充到无机透明玻璃颗粒的缝隙中,在无机透明玻璃颗粒周围形成了相互交织的网状有PMMA机玻璃合金结构,冷却后,制造成有机-无机透明玻璃。
PMMA有机玻璃可用PC、透明PP、PET、PVB、PETG或热固性透明树脂ADC(烯丙基二甘醇碳酸酯)替代。
本产品的优点是:1、PMMA无机玻璃颗粒均匀的分布在有机透明玻璃颗粒中,光经过无机玻璃颗粒的多次折射,使光均匀透过,无影,当无机玻璃颗粒采用球形颗粒时,效果更佳。2、提高保温性能,隔声性能,抗冲击性能。3、不易破碎,适宜高层使用的安全玻璃。4、不会产生热应力炸裂。5、修复容易。
实施例9:
一种金属陶瓷耐磨合金的制备方法:首先将重量比25%600目熔点为2150℃,密度3.97克/厘米3的Al2O3颗粒,与重量比75%320目熔点为960℃,密度8.5克/厘米3的Ni60合金颗粒在球蘑机中充分混合,镍与Al2O3混合颗粒放到耐温模型中,将含镍与Al2O3混合颗粒的耐温玻璃模型放入由多个加热装置组成的加热炉中,加压,防止Ni60合金颗粒融化成液态时产生漂浮,采用逐层加热,逐层冷却的方法进行颗粒合金熔制,当第一熔化层温度升到1000℃时,Ni60合金颗粒融化成液态,液态Ni60合金进入到相邻Al2O3颗粒的缝隙中,形成相互交织的网状结构,网状结构的网孔中心是未熔化的Al2O3颗粒,降温,将网状结构Ni60合金液冷却到900℃,使第一熔化层网状结构Ni60合金与相邻Al2O3颗粒结合在一起,然后,将第二熔化层温度升到1000℃时,第二熔化层Ni60合金颗粒融化成液态,液态Ni60合金进入到相邻Al2O3颗粒的缝隙中,形成相互交织的网状结构,网状结构的网孔中心是未熔化的Al2O3颗粒,降温,将网状结构Ni60合金液冷却到900℃,使第二熔化层网状结构Ni60合金与相邻Al2O3颗粒和第一层Ni60合金结合在一起,重复上述加工过程,完成制品的熔制。然后,将制品放入温度为900-950℃的恒温炉中进行均质处理,使网状结构Ni60合金均匀的连成一体。
本方法适宜不同熔点,不同比重其它材料的颗粒熔制。
本发明的优点是:1、解决了不同熔点低比重材料在熔化高比重材料中的熔制漂浮问题,使不同熔点,不同比重的材料混合熔制成为可能。2、解决了高熔点无机材料与低熔点金属材料制造金属陶瓷复合材料的难题。
实施例10:
一种颗粒吸附合金的制备方法:首先将重量比60%γ-α相变点为1200℃,密度3.97克/厘米3的γ相活性氧化铝颗粒,与重量比40%320目熔点为960℃,密度8.5克/厘米3的Ni60合金颗粒在球蘑机中充分混合,将镍与γ相活性氧化铝颗粒放到压力机中,加压,加热,温度升到1000℃时,Ni60合金颗粒融化成液态,液态Ni60合金进入到相邻γ相活性氧化铝颗粒的缝隙中,形成相互交织的网状结构,网状结构的网孔中心是未熔化的γ相活性氧化铝颗粒,降温,网状结构Ni60合金液冷却到900℃时,网状结构Ni60合金与相邻γ相活性氧化铝颗粒结合在一起,送入滚轧机滚轧成片,使γ相活性氧化铝颗粒部分暴露,制造成颗粒吸附合金。
本产品的优点是:1、γ型氧化铝是一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,活性高,吸附能力强,能吸收有害气体和颗粒。Ni60合金具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点,将二者结合即可制造出耐温900度,耐蚀、耐磨、耐热的颗粒吸附合金,适宜汽车、轮船,化工行业使用。2、利于更换,处理后可重复使用。
Claims (10)
1、一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,包括:一种材料或多种材料组成的高熔点颗粒或纤维,一种材料或多种材料组成的低熔点颗粒,助剂,铸模,高熔点颗粒或纤维与低熔点颗粒均匀混合,加压,加热,其特征是:熔化成液态低熔点材料填充到相邻高熔点颗粒或纤维的缝隙中,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维合金结构,或低熔点材料立体网状骨架与包裹高熔点材料在界面上形成新的合金材料。
2、如权利要求1所述的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,其特征是:高熔点颗粒或高熔点纤维是高熔点多孔颗粒或高熔点多孔纤维,低熔点立体网状骨架材料包裹高熔点颗粒材料和镶嵌进高熔点颗粒材料孔隙中。
3、如权利要求1所述的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,其特征是:高熔点颗粒或纤维材料或低熔点颗粒材料包括:导磁金属材料,导磁金属合金材料,金属材料,金属化合物材料,金属合金材料,玻璃材料,矿物材料,有机树脂材料。
4、如权利要求1所述的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,其特征是:高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒内加镶嵌件,或镶嵌件槽内放置混合的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒,或高熔点颗粒或纤维和低熔点合金颗粒放置在镶嵌件表面,加热熔化后,高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒合金与镶嵌件结合成一体。
5、如权利要求1所述的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,其特征是:不同部位放置不同比例、不同成份、不同尺寸的的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合材料。
6、如权利要求1所述的高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金,其特征是:铸模包括:石膏模,玻璃模,陶瓷模,耐火材料模,金属模,可移动压缩模。
7、一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金制备方法:高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒均匀混合;将均匀混合的低熔点颗粒和高熔点颗粒或纤维装入到铸模中;加压、加热到低熔点颗粒熔化成液态;熔化成液态的低熔点材料填充到相邻高熔点颗粒或纤维缝隙中,冷却后,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维结构。
8、一种高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒混合粉末合金制备方法:高熔点颗粒或纤维和低熔点颗粒均匀混合;将均匀混合的低熔点颗粒和高熔点颗粒或纤维装入到铸模中;加压、加热到低熔点颗粒熔化成液态和高熔点颗粒或纤维到表面熔融态;熔化成液态的低熔点材料填充到相邻表面熔融态高熔点颗粒或纤维缝隙中,液态的低熔点材料与相邻表面熔融态高熔点颗粒或纤维在界面上形成新的合金材料;冷却后,形成低熔点材料立体网状骨架包裹高熔点颗粒或纤维合金结构。
9、如权利要求8所述的方法,其特征是:高熔点颗粒或纤维是高熔点多孔颗粒或高熔点多孔纤维。
10、如权利要求8所述的方法,其特征是:加热工艺包括加压、加热工艺,振动、加热工艺,加压、振动、加热工艺,逐层加热、逐层冷却凝固工艺,电磁感应加热工艺。
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