CN104325129A - 耐冲击金属复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐冲击金属复合材料及其制备方法，属于金属复合材料领域。该耐冲击金属复合材料包括按照质量份数计的如下原料：铁粉28-45份、碳化硅5-8份、氧化铝2-6份、聚四氟乙烯粉末2-5份、镁粉3-8份、镍粉4-20份、石墨3-8份。本发明所得金属复合材料具有优异的耐冲击性能，其抗压强度可高达5200MPa；本发明所得金属复合材料，各组分分散均匀，使所得成品具有优异的力学性能；本发明制备方法条件温和，对设备要求较低。
Description
技术领域
本发明属于金属复合材料领域，具体涉及一种耐冲击金属复合材料及其制备方法。
背景技术
金属复合材料，是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善了单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，从而使得复合材料具有优异的力学性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域。复合材料主要包括三大领域：金属基复合材料MetalMatrix Composites(MMC’s)、陶瓷基复合材料Ceramic MatrixComposites(CMC’s)与高分子复合材料Polymer MatrixComposites(PMC’s包括热固性与热塑性)等。
而现有的金属复合材料，虽然其性能得到了较大改善，但是仍存在耐冲击性能较差、强度较差的不足。因此如何克服现有技术的不足已成为现有领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种耐冲击金属复合材料，该复合材料各组分分散均匀，具有优良的力学性能，尤其具有优异的抗压强度。
本发明采用的技术方案如下：
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉28-45份、碳化硅5-8份、氧化铝2-6份、聚四氟乙烯粉末2-5份、镁粉3-8份、镍粉4-20份、石墨3-8份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30-42份、碳化硅6-7份、氧化铝3-5份、聚四氟乙烯粉末3-4份、镁粉4-7份、镍粉5-18份、石墨4-7份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉32-40份、碳化硅6-7份、氧化铝4-5份、聚四氟乙烯粉末3-4份、镁粉5-6份、镍粉7-16份、石墨5-6份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30份、碳化硅6份、氧化铝3份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉4份、镍粉5份、石墨4份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉42份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉7份、镍粉18份、石墨7份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉32份、碳化硅6份、氧化铝4份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉5份、镍粉7份、石墨5份。
所述的耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉40份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉6份、镍粉16份、石墨6份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于400-450MPa下压制，后于1130-1180℃下烧结1-2h，后降温至860-900℃保持20-30min，继续降温至450-460℃，保持20-30min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：第一，本发明所得金属复合材料具有优异的耐冲击性能，其抗压强度可高达5200MPa；第二，本发明所得金属复合材料，各组分分散均匀，使所得成品具有优异的力学性能；第三，本发明制备方法条件温和，对设备要求较低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的试剂如无特别说明均可通过市购获得。
实施例1
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉28份、碳化硅5份、氧化铝2份、聚四氟乙烯粉末2份、镁粉3份、镍粉4份、石墨3份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于400MPa下压制，后于1130℃下烧结1h，后降温至860℃保持20min，继续降温至450℃，保持20min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
实施例2
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉45份、碳化硅8份、氧化铝6份、聚四氟乙烯粉末5份、镁粉8份、镍粉20份、石墨8份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于450MPa下压制，后于1180℃下烧结2h，后降温至900℃保持30min，继续降温至460℃，保持30min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
实施例3
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30份、碳化硅6份、氧化铝3份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉4份、镍粉5份、石墨4份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于410MPa下压制，后于1140℃下烧结1.2h，后降温至870℃保持22min，继续降温至452℃，保持22min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
实施例4
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉42份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉7份、镍粉18份、石墨7份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于440MPa下压制，后于1170℃下烧结1h，后降温至900℃保持20min，继续降温至458℃，保持24min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
实施例5
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉32份、碳化硅6份、氧化铝4份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉5份、镍粉7份、石墨5份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于400MPa下压制，后于1160℃下烧结1h，后降温至900℃保持20min，继续降温至450℃，保持30min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
实施例6
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉40份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉6份、镍粉16份、石墨6份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于420MPa下压制，后于1150℃下烧结1.4h，后降温至880℃保持26min，继续降温至4560℃，保持26min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
对照例1
本实施例与实施例3相同，区别在于，配方中未使用聚四氟乙烯粉末，具体如下：
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30份、碳化硅6份、氧化铝3份、镁粉4份、镍粉5份、石墨4份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、镁粉、镍粉和石墨混合，于410MPa下压制，后于1140℃下烧结1.2h，后降温至870℃保持22min，继续降温至452℃，保持22min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
对照例2
本实施例与实施例3相同，区别在于，配方中未使用碳化硅，具体如下：
耐冲击金属复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30份、氧化铝3份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉4份、镍粉5份、石墨4份。
所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于410MPa下压制，后于1140℃下烧结1.2h，后降温至870℃保持22min，继续降温至452℃，保持22min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
性能测试
对本发明实施例1~6所得产品及对照例1至2所得产品的性能进行测试，测试结果见表1。
表1产品性能测试数据
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对照例1 | 对照例2 | |
| 拉伸强度，MPa | 540 | 545 | 550 | 540 | 546 | 548 | 280 | 290 |
| 抗压强度，MPa | 5190 | 5198 | 5200 | 5187 | 5200 | 5199 | 2890 | 2980 |
| 热变形温度，℃ | 1080 | 1100 | 1090 | 1089 | 1085 | 1100 | 1120 | 1125 |
由上表可见本发明所得产品具有优良的性能，实施例3可视为最佳实施例。
Claims (8)
1.耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉28-45份、碳化硅5-8份、氧化铝2-6份、聚四氟乙烯粉末2-5份、镁粉3-8份、镍粉4-20份、石墨3-8份。
2.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30-42份、碳化硅6-7份、氧化铝3-5份、聚四氟乙烯粉末3-4份、镁粉4-7份、镍粉5-18份、石墨4-7份。
3.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉32-40份、碳化硅6-7份、氧化铝4-5份、聚四氟乙烯粉末3-4份、镁粉5-6份、镍粉7-16份、石墨5-6份。
4.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉30份、碳化硅6份、氧化铝3份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉4份、镍粉5份、石墨4份。
5.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉42份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉7份、镍粉18份、石墨7份。
6.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉32份、碳化硅6份、氧化铝4份、聚四氟乙烯粉末3份、镁粉5份、镍粉7份、石墨5份。
7.根据权利要求1所述的耐冲击金属复合材料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：铁粉40份、碳化硅7份、氧化铝5份、聚四氟乙烯粉末4份、镁粉6份、镍粉16份、石墨6份。
8.权利要求1所述的耐冲击金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照质量配比，将铁粉、碳化硅、氧化铝、聚四氟乙烯粉末、镁粉、镍粉和石墨混合，于400-450MPa下压制，后于1130-1180℃下烧结1-2h，后降温至860-900℃保持20-30min，继续降温至450-460℃，保持20-30min，待自然冷却，即得所述耐冲击金属复合材料。
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Legal Events
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Inventor after: Liu Li Inventor after: Wang Shuang Inventor after: Zhang Shiguang Inventor after: Qiu Jing Inventor after: Liu Xiaodong Inventor after: Huang Mingming Inventor before: Liu Li Inventor before: Wang Shuang Inventor before: Qiu Jing Inventor before: Liu Xiaodong Inventor before: Huang Mingming |
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Effective date of registration: 20181218 Address after: No. 77 Shitoucheng Road, Gulou District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000 Patentee after: Li Shulan Address before: 266000 No. nine water East Road, Licang District, Qingdao, Shandong, 320 Patentee before: Qingdao Yulanxiang Commercial Services Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190628 Address after: 226500 No. 15 Jigang Road, Dingyan Town, Rugao City, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: Nantong Yangtian Electronic Machinery Co., Ltd. Address before: No. 77 Shitoucheng Road, Gulou District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000 Patentee before: Li Shulan |
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| TR01 | Transfer of patent right |