CN104745854A - 三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，工艺步骤为：三维网络陶瓷骨架的预处理、模具处理和金属的熔铸。三维网络陶瓷骨架采用SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷材料，金属采用铝或铝合金或铜合金或钛合金或钢铁材料。三维网络陶瓷骨架的预处理可以采用表面预氧化处理、无机物改性、电镀包覆或粉末冶金方法扩散烧结一层高熔点金属。金属的熔铸在真空-气压铸造炉中进行。采用本发明方法可以制备不同陶瓷含量、不同三维网络孔径的网络陶瓷-金属复合材料，不仅能实现低熔点金属与三维网络陶瓷复合，对于熔点较高的铜合金或钢铁材料，也能制备具有连续结合界面的三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法。
背景技术
陶瓷-金属材料铸件过程大致包括三维网络陶瓷骨架的预处理、模具处理和金属的熔铸等步骤，目前的金属摩擦复合材料浇注工艺中，不能实现低熔点金属与三维网络陶瓷复合，不仅铸造工序较多，影响产能，同时铸件的精度无法得到有效保证，废品率较高。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，可直接铸造出三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料，且加工制作工艺简单。
本发明提供的三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，包括以下步骤：
（1）三维网络陶瓷骨架的预处理，三维网络陶瓷骨架采用SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷材料，对三维网络SiC、B4C或Si3N4陶瓷骨架进行预处理采用表面预氧化处理或无机物改性或粉末冶金处理方法中的一种方法，对三维网络Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷骨架进行预处理，采用电镀或粉末冶金处理方法包覆一层高熔点金属；
（2）模具处理，在金属模具表面涂覆一层氮化硼或含有Al、Si或Ca的金属氧化物；
（3）金属的熔铸，将经过表面处理的三维网络陶瓷骨架放入金属模具中，然后在真空-气压铸造炉中进行熔铸，将金属放入上层的坩锅内，将装有三维网络陶瓷骨架的金属模具放入下层，上、下层同时抽真空，当真空度小于100Pa时开始加热，上层的加热温度为500～1700℃，下层的加热温度为200～1000℃，当上层加热到金属熔化时，上层充入气体使气体压力达到0.01～1MPa，在该气压下将熔化的金属压铸到下层的金属模具之内。
本发明提供的三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，其有益效果在于，克服了现有技术加工过程工序较多，工作量大的问题，提高了生产效率；避免了因原材料组成不同造成的质量缺陷，原材料利用率高，降低了生产成本；铸造出的成品铸件尺寸精确，无需机械加工，有效保证了铸件质量。
具体实施方式
下面结合一个实施例，对本发明提供的三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法进行详细的说明。
实施例
本实施例的三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，包括以下步骤：
（1）三维网络陶瓷骨架的预处理，三维网络陶瓷骨架采用SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷材料，对三维网络SiC、B4C或Si3N4陶瓷骨架进行预处理采用表面预氧化处理或无机物改性或粉末冶金处理方法中的一种方法，对三维网络Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷骨架进行预处理，采用电镀或粉末冶金处理方法包覆一层高熔点金属；
（2）模具处理，在金属模具表面涂覆一层氮化硼或含有Al、Si或Ca的金属氧化物；
（3）金属的熔铸，将经过表面处理的三维网络陶瓷骨架放入金属模具中，然后在真空-气压铸造炉中进行熔铸，将金属放入上层的坩锅内，将装有三维网络陶瓷骨架的金属模具放入下层，上、下层同时抽真空，当真空度为90Pa时开始加热，上层的加热温度为1200℃，下层的加热温度为800℃，当上层加热到金属熔化时，上层充入气体使气体压力达到1MPa，在该气压下将熔化的金属压铸到下层的金属模具之内。
三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，可直接铸造出陶瓷-金属复合材料，无需机械加工，工序简单，铸造出的成品铸件尺寸精确，有效保证了铸件质量。
Claims (1)
1.一种三维网络陶瓷-金属摩擦复合材料的真空-气压铸造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）三维网络陶瓷骨架的预处理，三维网络陶瓷骨架采用SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷材料，对三维网络SiC、B4C或Si3N4陶瓷骨架进行预处理采用表面预氧化处理或无机物改性或粉末冶金处理方法中的一种方法，对三维网络Al2O3、ZrO2或莫来石陶瓷骨架进行预处理，采用电镀或粉末冶金处理方法包覆一层高熔点金属；
（2）模具处理，在金属模具表面涂覆一层氮化硼或含有Al、Si或Ca的金属氧化物；
（3）金属的熔铸，将经过表面处理的三维网络陶瓷骨架放入金属模具中，然后在真空-气压铸造炉中进行熔铸，将金属放入上层的坩锅内，将装有三维网络陶瓷骨架的金属模具放入下层，上、下层同时抽真空，当真空度小于100Pa时开始加热，上层的加热温度为500～1700℃，下层的加热温度为200～1000℃，当上层加热到金属熔化时，上层充入气体使气体压力达到0.01～1MPa，在该气压下将熔化的金属压铸到下层的金属模具之内。
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2013
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