CN102554236B - 复合材料件及其制造方法 - Google Patents

复合材料件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102554236B
CN102554236B CN 201110451444 CN201110451444A CN102554236B CN 102554236 B CN102554236 B CN 102554236B CN 201110451444 CN201110451444 CN 201110451444 CN 201110451444 A CN201110451444 A CN 201110451444A CN 102554236 B CN102554236 B CN 102554236B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
material layer
composite material
percentage
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201110451444
Other languages
English (en)
Other versions
CN102554236A (zh
Inventor
刘延斌
付玲
任会礼
王霄腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd filed Critical Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority to CN 201110451444 priority Critical patent/CN102554236B/zh
Publication of CN102554236A publication Critical patent/CN102554236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102554236B publication Critical patent/CN102554236B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合材料件的制造方法，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，该方法包括：成形步骤：将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末分别填充到模具中，压制成形为生坯；以及烧结步骤：将生坯烧结形成烧结体。还公开了一种复合材料件，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，第一材料层和第二材料层通过将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末同步烧结而结合为一体。通过上述技术方案，无需预先形成第一材料层或第二材料层，制造方便、成本较低，而且复合材料件的第一材料层和第二材料层之间不易相互脱离而剥落，使用寿命较长。

Description

复合材料件及其制造方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，具体地，涉及一种复合材料件的制造方法，还涉及一种复合材料件。
背景技术
复合材料件是机械领域广泛使用的部件，例如耐磨件便可以包括由普通材料制成的基材层和由耐磨材料制成的耐磨层，基材层和耐磨层相互结合，通过耐磨层来对抗磨损，以延长耐磨件的寿命。例如眼镜板和切割环是混凝土泵送设备中关键的耐磨件，需要经受频繁的撞击和严酷的磨损，要求基材具有较高的强度和韧度而耐磨层具有极高的抗磨损能力。
公开号为CN102199718A的中国专利申请公开了一种耐磨件的制造方法，该方法包括：制备耐磨材料，将其覆盖在基材的易损工作面上，形成预备件；烘干所述预备件；对所述预备件进行真空烧结处理；以及冷却所述预备件，制得所述耐磨件。在该方法中，基材通常需要预先高温锻造成型，然后通过表面烧结法将耐磨层结合到基材上，从而不仅制造过程繁琐、成本较高，而且基材与耐磨层的结合界面较差，在使用过程中耐磨材料易剥落。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合材料件的制造方法，该方法不仅制造方便、成本较低，而且复合材料件的不同材料层之间不易相互脱离而剥落，使用寿命较长。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种复合材料件的制造方法，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，其中，该方法包括以下步骤：成形步骤：将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末分别填充到模具中，压制成形为生坯；以及烧结步骤：将所述生坯烧结形成烧结体。
优选地，所述第一粉末包括：重量百分比为0.5-3％的Mo、重量百分比为0.5-3％的Cr、重量百分比为0.2-1％的C和重量百分比为93-98.8％的Fe。
优选地，所述第二粉末包括粘结合金粉末和硬质增强颗粒粉末。
优选地，所述粘结合金粉末的成分与所述第一粉末的成分相同。
优选地，所述硬质增强颗粒粉末包括WC。
优选地，所述粘结合金粉末的重量百分比为40-60％，所述硬质增强颗粒粉末的重量百分比为40-60％。
优选地，在所述成形步骤中，通过模压成形工艺或冷等静压成形工艺将所述第一粉末和第二粉末压制成形为生坯。
优选地，在所述成形步骤中，成形压力为400-600MPa。
优选地，在所述烧结步骤中，烧结温度为1000-1300℃，烧结时间为0.5-2小时。
优选地，在所述烧结步骤中保持真空。
优选地，该制造方法还包括复压步骤：将所述烧结体通过复压处理以形成所述复合材料件。
优选地，在所述复压步骤中，复压温度为800-1100℃，复压压力为200-400MPa。
优选地，所述复合材料件为混凝土泵送设备的眼镜板或切割环。
另一方面，本发明还提供了一种复合材料件，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，其中，所述第一材料层和第二材料层通过将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末同步烧结而结合为一体。
优选地，所述第一粉末包括：重量百分比为0.5-3％的Mo、重量百分比为0.5-3％的Cr、重量百分比为0.2-1％的C和重量百分比为93-98.8％的Fe。
优选地，所述第二粉末包括粘结合金粉末和硬质增强颗粒粉末，所述粘结合金粉末的成分与所述第一粉末的成分相同。
优选地，所述粘结合金粉末的重量百分比为40-60％，所述硬质增强颗粒粉末的重量百分比为40-60％。通过上述技术方案，由于复合材料件的第一材料层和第二材料层通过同步烧结而同时形成并且牢固地结合为一体，从而无需预先形成第一材料层或第二材料层，制造方便、成本较低，而且复合材料件的第一材料层和第二材料层之间不易相互脱离而剥落，使用寿命较长。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
根据本发明的一种实施方式提供了一种复合材料件的制造方法，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，其中，该方法包括以下步骤：成形步骤：将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末分别填充到模具中，压制成形为生坯；以及烧结步骤：将所述生坯烧结形成烧结体。
通过上述技术方案，由于复合材料件的第一材料层和第二材料层通过同步烧结而同时形成并且牢固地结合为一体，从而无需预先形成第一材料层或第二材料层，制造方便、成本较低，而且复合材料件的第一材料层和第二材料层之间不易相互脱离而剥落，使用寿命较长。
上述方法可以用于制造各种需要将两个或两个以上材料层结合在一起的复合材料件，包括但不限于耐磨件(例如混凝土输送设备中的眼镜板和切割环)。为了便于描述，下面将以制造混凝土输送设备的眼镜板为例对上述复合材料件的制造方法进行更详细的说明，该眼镜板包括基材层(第一材料层)和耐磨层(第二材料层)。
用于形成第一材料层的第一粉末可以根据需要采用各种适当的成分。例如第一材料层用作眼镜板的基材层时，为了使得该基材层具有较高的强度和韧度，优选地，所述第一粉末包括：重量百分比为0.5-3％的Mo、重量百分比为0.5-3％的Cr、重量百分比为0.2-1％的C和重量百分比为93-98.8％的Fe。
用于形成第二材料层的第二粉末也可以根据需要采用各种适当的成分，例如第二材料层用作眼镜板的耐磨层时，该第二粉末可以包括粘结合金粉末和硬质增强颗粒粉末。其中粘结合金粉末便于使得耐磨层与基材层牢固地结合，硬质增强颗粒粉末则使得耐磨层具有耐磨特性。优选地，粘结合金粉末的成分与第一粉末的成分相同，从而能够有效地提高第一材料层与第二材料层之间的结合强度。所述硬质增强颗粒粉末可以采用各种适当的成分，例如WC、SiC、TiC等。可以根据需要设置粘结合金粉末与硬质增强颗粒粉末之间的比例，例如，所述粘结合金粉末的重量百分比为40-60％，所述硬质增强颗粒粉末的重量百分比为40-60％。
所述成形步骤可以采用各种适当的成形工艺来实现，例如可以通过模压成形工艺或冷等静压成形工艺将所述第一粉末和第二粉末压制成形为生坯。成形压力例如可以为400-600MPa。
在所述烧结步骤中，烧结温度可以为1000-1300℃，烧结时间可以为0.5-2小时。可以采用保护气体烧结或真空烧结来防止生坯氧化。例如，采用真空烧结的方式，真空压力例如可以为小于1.0×10-2Pa。
优选地，复合材料件的制造方法还包括复压步骤：将所述烧结体通过复压处理以形成所述复合材料件。即，将烧结体置入复压模具内施加一定压力和温度。从而能够确保所制得的复合材料件的尺寸精度，地逃密度、强度，降低表面粗糙度并延长使用寿命。在该复压步骤中，复压温度可以为800-1100℃，复压压力可以为200-400MPa。
另一方面，本发明还提供了一种复合材料件，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层，其中，所述第一材料层和第二材料层通过将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末同步烧结而结合为一体。
通过上述技术方案，由于复合材料件的第一材料层和第二材料层通过同步烧结而同时形成并且牢固地结合为一体，从而无需预先形成第一材料层或第二材料层，制造方便、成本较低，而且复合材料件的第一材料层和第二材料层之间不易相互脱离而剥落，使用寿命较长。
用于形成第一材料层的第一粉末可以根据需要采用各种适当的成分。例如第一材料层用作眼镜板的基材层时，为了使得该基材层具有较高的强度和韧度，优选地，所述第一粉末可以包括：重量百分比为0.5-3％的Mo、重量百分比为0.5-3％的Cr、重量百分比为0.2-1％的C和重量百分比为93-98.8％的Fe。
用于形成第二材料层的第二粉末也可以根据需要采用各种适当的成分，例如第二材料层用作眼镜板的耐磨层时，所述第二粉末可以包括粘结合金粉末和硬质增强颗粒粉末。并且优选地，所述粘结合金粉末的成分与所述第一粉末的成分相同。从而能够有效地提高第一材料层与第二材料层之间的结合强度。所述硬质增强颗粒粉末可以采用各种适当的成分，例如WC、SiC、TiC等。可以根据需要设置粘结合金粉末与硬质增强颗粒粉末之间的比例，例如，所述粘结合金粉末的重量百分比可以为40-60％，所述硬质增强颗粒粉末的重量百分比可以为40-60％。
下面通过制造眼镜板的实施例来详细说明本发明的具体实施方式，实施以下实施例1-3的设备都采用本领域通用的设备。
实施例1：
第一粉末包括：重量百分比为0.5％的Cr、重量百分比为0.5％的Mo、重量百分比为0.2％的C和重量百分比为98.8％的Fe；
第二粉末包括：重量百分比为40％的粘结合金粉末和重量百分比为60％的硬质增强颗粒粉末，粘结合金粉末的成分与第一粉末的成分相同，硬质增强颗粒粉末为WC。
成形步骤：将第一粉末和第二粉末分别填充到模具中，通过模压成形工艺压制成形为生坯，成形压力为400MPa。
烧结步骤：在烧结温度为1300℃，真空压力为1.0×10-2Pa，烧结时间为0.5小时的条件下，将生坯烧结形成烧结体。
复压步骤：将冷却后的烧结体置于复压模具内进行复压处理，复压温度为800℃，复压压力为400MPa。
实施例2：
第一粉末包括：重量百分比为2.5％的Cr、重量百分比为2.5％的Mo、重量百分比为0.5％的C和94.5％的Fe；
第二粉末包括：重量百分比为50％的粘结合金粉末和重量百分比为50％的硬质增强颗粒粉末，粘结合金粉末的成分与第一粉末的成分相同，硬质增强颗粒粉末为WC。
成形步骤：将第一粉末和第二粉末分别填充到模具中，通过模压成形工艺压制成形为生坯，成形压力为500MPa。
烧结步骤：在烧结温度为1200℃，真空度为8×10-3Pa，烧结时间为1.5小时的条件下，将生坯烧结形成烧结体。
复压步骤：将冷却后的烧结体置于复压模具内进行复压处理，复压温度为900℃，复压压力为300MPa。
实施例3：
第一粉末包括：重量百分比为3％的Cr、重量百分比为3％的Mo、重量百分比为1％的C和重量百分比为93％的Fe；
第二粉末包括：重量百分比为60％的粘结合金粉末和重量百分比为40％的硬质增强颗粒粉末，粘结合金粉末的成分与第一粉末的成分相同，硬质增强颗粒粉末为WC。
成形步骤：将第一粉末和第二粉末分别填充到模具中，通过模压成形工艺压制成形为生坯，成形压力为600MPa。
烧结步骤：在烧结温度为1000℃，7×10-3Pa，烧结时间为2小时的条件下，将生坯烧结形成烧结体。
复压步骤：将冷却后的烧结体置于复压模具内进行复压处理，复压温度为1000℃，复压压力为200MPa。
对比例：
采用表面烧结法制造眼镜板。
基材选用45号钢；耐磨层粉末为重量百分比为60％的粘结合金粉末和重量百分比为40％的硬质增强颗粒粉末。粘结合金粉末的成分为重量百分比为3％的Cr、重量百分比为3％的Mo、重量百分比为1％的C和重量百分比为93％的Fe。硬质增强颗粒粉末为WC。
制作方法：将95％耐磨层粉末和5％溶有松香的松节油混合均匀制成涂料备用。将基材制作成眼镜板的本体结构，清洗基材的易损工作面，将所制备的耐磨材料覆盖在基材的易损工作面上形成厚度为8mm的耐磨材料层，形成预备件，将预备件在120℃烤箱中烘干2小时，再在2.0×10-2Pa下加热到1100℃保温烧结1小时，从而获得表面涂覆烧结耐磨眼镜板。
实施例1-3和对比例制得的眼镜板的性能比较如表1所示。
表1实施例1-3和对比例制得的眼镜板的性能比较
  性能   对比例   实施例1   实施例2   实施例3
  使用时间   500小时   1000小时   950   900
  泵送方量   3万方   6万方   5.5万方   5万方
从上述实施例和对比例的比较结果可以明显看出，采用本发明的三个实施例制造的眼镜板使用寿命明显高于采用对比例制造的眼镜板。由于本方法采用粉末冶金制造技术，工艺简单，因此具有很高的性价比。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种复合材料件的制造方法，该复合材料件包括相互结合的第一材料层和第二材料层并且该复合材料件为混凝土泵送设备的眼镜板或切割环，其特征在于，该方法由以下步骤构成：
成形步骤：将用于形成第一材料层的第一粉末和用于形成第二材料层的第二粉末分别填充到模具中，压制成形为生坯，成形压力为400-600MPa，其中所述第一粉末包括：重量百分比为0.5-3%的Mo、重量百分比为0.5-3%的Cr、重量百分比为0.2-1%的C和重量百分比为93-98.8%的Fe，所述第二粉末包括粘结合金粉末和硬质增强颗粒粉末，所述粘结合金粉末的成分与所述第一粉末的成分相同，所述粘结合金粉末的重量百分比为40-60%，所述硬质增强颗粒粉末的重量百分比为40-60%；
烧结步骤：将所述生坯烧结形成烧结体；以及
复压步骤：将所述烧结体通过复压处理以形成所述复合材料件，复压温度为800-1100℃，复压压力为200-400MPa。
2.根据权利要求1所述的复合材料件的制造方法，其特征在于，所述硬质增强颗粒粉末包括WC。
3.根据权利要求1所述的复合材料件的制造方法，其特征在于，在所述成形步骤中，通过模压成形工艺或冷等静压成形工艺将所述第一粉末和第二粉末压制成形为生坯。
4.根据权利要求1所述的复合材料件的制造方法，其特征在于，在所述烧结步骤中，烧结温度为1000-1300℃，烧结时间为0.5-2小时。
5.根据权利要求1所述的复合材料件的制造方法，其特征在于，在所述烧结步骤中保持真空。
CN 201110451444 2011-12-29 2011-12-29 复合材料件及其制造方法 Active CN102554236B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110451444 CN102554236B (zh) 2011-12-29 2011-12-29 复合材料件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110451444 CN102554236B (zh) 2011-12-29 2011-12-29 复合材料件及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102554236A CN102554236A (zh) 2012-07-11
CN102554236B true CN102554236B (zh) 2013-06-05

Family

ID=46401601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110451444 Active CN102554236B (zh) 2011-12-29 2011-12-29 复合材料件及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102554236B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104923794B (zh) * 2015-05-22 2017-08-15 苏州市嘉明机械制造有限公司 一种耐高温绝缘镜板的生产工艺
CN108796335A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 自贡硬质合金有限责任公司 复合结构硬质合金制品的制备方法
CN108160995B (zh) * 2017-12-25 2020-03-06 安泰天龙钨钼科技有限公司 纯铼制品的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85104670A (zh) * 1985-06-18 1986-12-24 本田技研工业株式会社 用于金属烧结体的材料板，制作该板的方法及制造金属烧结体的方法
CN101976615A (zh) * 2010-08-31 2011-02-16 扬州乐银合金科技有限公司 银碳化钨石墨触头材料及其制备方法
CN102205416A (zh) * 2011-05-19 2011-10-05 东睦新材料集团股份有限公司 一种发动机挺柱的制造方法
CN102233422A (zh) * 2011-05-11 2011-11-09 昆明理工大学 一种复合材料导卫板及其制备工艺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59120388A (ja) * 1982-12-27 1984-07-11 Toyota Motor Corp 焼結複合耐摩耗部材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85104670A (zh) * 1985-06-18 1986-12-24 本田技研工业株式会社 用于金属烧结体的材料板，制作该板的方法及制造金属烧结体的方法
CN101976615A (zh) * 2010-08-31 2011-02-16 扬州乐银合金科技有限公司 银碳化钨石墨触头材料及其制备方法
CN102233422A (zh) * 2011-05-11 2011-11-09 昆明理工大学 一种复合材料导卫板及其制备工艺
CN102205416A (zh) * 2011-05-19 2011-10-05 东睦新材料集团股份有限公司 一种发动机挺柱的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭59-120388A 1984.07.11

Also Published As

Publication number Publication date
CN102554236A (zh) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106984808B (zh) 一种局域化增强复合材料的粉末冶金制备方法
JP4480084B2 (ja) 鉄基焼結合金部材およびその製造方法
US10774403B2 (en) Iron-based alloy powder for powder metallurgy, and sinter-forged member
CN102554236B (zh) 复合材料件及其制造方法
CN102383020A (zh) 一种高硬度超细硬质合金及其制造方法
CN104249154A (zh) 一种金属基自润滑复合材料及其制备方法
CN102205416A (zh) 一种发动机挺柱的制造方法
CN102886521A (zh) Al青铜烧结合金滑动材料及其制造方法
CN101602228B (zh) 陶瓷模具硬质涂层复合侧板及其制作方法
CN102814500B (zh) 一种用不锈钢粉末生产高密度制品的方法
EP2913125B1 (en) Sliding member and production method for same
WO2008013581A3 (en) High carbon surface densified sintered steel products and method of production therefor
CN1325688C (zh) 一种耐磨耐蚀材料的制备方法
TWI311507B (en) Iron-based powder
JP2011045954A (ja) サーメット焼結体および切削工具
CN102766795A (zh) 无磁模具材料及其制备方法
JP4910016B2 (ja) 複合耐摩耗部材及びそれを製造する方法
CN103639404B (zh) 一种大功率风电机组用制动闸片材料及其制备工艺
CN107699808B (zh) 一种铁铜基陶瓷耐磨复合材料及其制备方法
CN113083895B (zh) 实现异质结构的方法
US7662209B2 (en) Iron-based powder
WO2022095112A1 (zh) 滑动件的制作方法、滑动件及应用该滑动件的纺织机械
US11623387B2 (en) Method of spray forming an object
CN115415527B (zh) 制动盘的制备方法
JP5942922B2 (ja) 希土類焼結磁石の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant