专利名称：金属基纳米复合材料的冶炼方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料的冶炼方法，具体是涉及一种金属基纳米复合材料的冶炼方法。
背景技术：
进入21世纪以来，人类为解决能源问题，环保问题，资源有效利用问题，以及满足IT产业，生物工程等科技领域对新材料，尤其是对纳米及纳米复合材料的需求，投入了巨大人力和物力。但目前只能生产粉状或小块金属纳米复合及金属基复合材料。大块金属纳米复合及金属基复合材料还没有研制成。限制了金属纳米复合材料在很多重要领域的应用。
发明内容
本发明的目的，是提供一种可生产出大块金属基纳米复合材料的方法。
采用的技术方案是金属基纳米复合材料的冶炼方法，包括下列步骤A、先制成金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块；将需要冶炼的金属材料制成颗粒或小块，装设在热处理炉内，并埋没在金刚石或陶瓷纳米粉中，通过热渗透法制成金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块，备用；B、制成大块金属纳米复合材料在冶炼与制成上述的金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块相同的金属时，按着冶炼金属总量5‰至80％的重量百分比加入已制成的金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块于炉中，搅拌均匀，按常规冶炼方法进行冶炼，出炉后即为纳米复合金属。
也可以将金属粉如铁粉与金刚石纳米粉按着各占49-50％至51-50％的比例混合均匀后冷锻成型，接着在723℃-1800℃的温度下，将混合粉炼结成纳米复合金属小块，然后按着0.5‰至80％的重量百分比加入冶炼普通碳素钢的冶炼炉中，按常规冶炼出炉，即为金属纳米复合材料。
采用本发明方法生产出的金属或合金，较原牌号金属或合金具有特别的微观组织和较高的拉伸强度，疲劳强度和硬度。因此，大大提高了耐磨性、抗腐蚀性、抗机械冲击和热冲击等性能，具有更广泛的应用前景。
具体实施例方式
实施例一金属基纳米材料的冶炼方法是A、将颗粒状或小块钢材16Mn清洁干净，装设在热处理炉中，并被纳米金刚石粉覆盖，进行热渗透。渗纳米金刚石粉温度应在奥氏体区，即应在Fe-Fe3C相图中的C-S-E线以上，N-J-E线以下，此时铁为r铁，呈面心立方晶格和金刚石有亲合性。渗透纳米金刚石粉保持时间一般t≥4小时。
B、在冶炼16Mn钢材时，将冶炼16Mn总重量0.5‰至80％的已制成的纳米16Mn颗粒或小块加入到冶炼炉中，待混合均匀后出炉即可。
实施例二金属基纳米复合材料的冶炼方法是A、将ZL101AT6颗粒或小块，放在热处理炉中，并埋于纳米氧化铝粉中，用与实施例一相同的方法制成纳米ZL101AT6颗粒或小块。
B、在冶炼ZL101AT6过程中，将按冶炼总量0.5‰至80％重量百分比加入上述已制成的纳米ZL101AT6颗粒或小块于冶炼炉中，混炼均匀后出炉，即为成品。
实施例三金属基纳米复合材料的冶炼方法是A、将50％的铁粉与50％的金刚石纳米粉混合均匀后冷锻成型，在723-1000℃的温度烧结后，即制成纳米复合材料。
B、在冶炼普通碳素结构钢时，在冶炼过程中向冶炼炉熔液中加入冶炼金属总量0.5‰至80％的上述制成的纳米复合材料，熔炼均匀后出炉，即为成品。
权利要求
1.金属基纳米复合材料的冶炼方法，其特征是先将金属颗粒或小块，用金刚石或陶瓷纳米粉，采用热渗透法制成金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块，再将制成的金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块按冶炼相同牌号金属总量0.5‰至80％的重量百分比加入到冶炼炉熔液中，熔炼均匀后出炉，即为成品。
2.根据权利要求1所述的金属基纳米复合材料的冶炼方法，其特征在于所述的热渗透法制成的金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块，是将金属颗粒或小块放在热处理炉中，并用金属纳米复合粉覆盖，进行纳米粉渗透，渗透温度应在奥氏体区，渗透时间t≥1小时，或将50％金属粉与50％的金刚石纳米粉混合均匀冷锻成型。
全文摘要
金属基纳米复合材料的冶炼方法，其要点是先将金属颗粒或小块，用金刚石或陶瓷纳米粉，采用热渗透法制成金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块，再将制成的金属纳米复合颗粒或金属纳米复合小块按冶炼相同牌号金属总量0.5‰至80％的重量百分比加入到冶炼炉熔液中，熔炼均匀后出炉，即为成品。采用本发明方法生产出的金属或合金，较原牌号金属或合金具有特别的微观组织和较高的拉伸强度，疲劳强度和硬度。因此，大大提高了耐磨性、抗腐蚀性、抗机械冲击和热冲击等性能，具有更广泛的应用前景。
文档编号C22C33/00GK1962907SQ200610134538
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者杨树桐, 段占强, 薛航, 贾春德, 张国徽 申请人:杨树桐