一种生铁基复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及复合材料制备，特别设及一种生铁基复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代科学技术的进步，特别是航天航空的高速发展和大规模原子能的利用， 海洋开发等新兴工业的出现，对结构材料提出了越来越高的要求，传统的金属或合金材料 难W满足应用的需要，近年来金属基复合材料W其高比强度、比模量、耐高溫、耐磨损等特 殊性能，引起了世界各国的高度重视。发达国家如美国、日本等己将运类材料的研究列为21 世纪新材料开发的重点。生铁基复合材料也越来越广泛的应用于铸造行业，目前的生铁基 复合材料流程复杂、设备要求高、生产经济性差、产品耐磨性不足，不适合于工业批量生产。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种生铁基复合材料的制备方法，解决了目前 的生铁基复合材料流程复杂、设备要求高、生产经济性差、产品耐磨性不足，不适合于工业 批量生产的问题。
[0004] 本发明提供了一种生铁基复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
[0005] (1)将钢、生铁装炉，并通电烙化；
[0006] (2)待溫度达到1600-1800°C时，加入铁铁颗粒，升高溫度至2000-2500°C ;
[0007] (3)加热1-1.化后，加入覆盖剂，并降低溫度至1500-1600°C，保溫1-化，结束后，化 渣出炉，加入侣丝脱氧，然后在IO-ISmin内诱注成型；
[000引其中，相对于100重量份的生铁，所述钢的用量为10-25重量份，所述铁铁颗粒的用 量为5-12重量份，所述覆盖剂的用量为15-22重量份，所述侣丝的用量为2-12重量份。
[0009] 优选的，相对于100重量份的生铁，所述钢的用量为15-20重量份，所述铁铁颗粒的 用量为7-10重量份，所述覆盖剂的用量为17-20重量份，所述侣丝的用量为5-10重量份。
[0010] 优选的，所述铁铁颗粒的粒径为l-5cm。
[0011] 优选的，所述覆盖剂包括氧化巧、=氧化二侣、二氧化娃和膨胀石墨。
[001^ 优选的，所述覆盖剂中氧化巧的含量为10-20%三氧化二侣的含量为10-25%、二 氧化娃的含量为35-45%、余量膨胀石墨。
[0013] 优选的，所述步骤(3)中，诱注成型后进行水冷，且水冷用水的溫度为10-15°c。
[0014] 有益效果:本发明提供了一种生铁基复合材料的制备方法，该复合材料W生铁为 基体，制备出的复合材料它的性能既优于金属材料也优于树脂基复合材料，它既具有金属 的性能，也有树脂基复合材料无法达到的使用溫度、剪切强度高、阻燃、不老化、不吸湿、耐 磨损等金属特性，而且生产该生铁基复合材料的方法流程简单、设备要求低、生产经济性优 良、产品耐磨性强，适合于工业批量生产。
【具体实施方式】
[0015] 下面详细说明本发明的优选实施方式。
[0016] 实施例1
[0017] 将15kg钢、IOOkg生铁装炉，并通电烙化;待溫度达到1600°C时，加入化g铁铁颗粒， 升高溫度至2000°C ;加热化后，加入17kg覆盖剂，并降低溫度至1500°C，保溫1-化，结束后， 化渣出炉，加入化g侣丝脱氧，然后在IOmin内诱注成型，制得生铁基复合材料Al;
[001引实施例2
[0019] 将20kg钢、IOOkg生铁装炉，并通电烙化；待溫度达到1800°C时，加入IOkg铁铁颗 粒，升高溫度至2500°C ;加热1.化后，加入20kg覆盖剂，并降低溫度至1600°C，保溫化，结束 后，化渣出炉，加入IOkg侣丝脱氧，然后在15min内诱注成型，制得生铁基复合材料A2;
[0020] 实施例3
[0021 ] 将16kg钢、IOOkg生铁装炉，并通电烙化;待溫度达到1700°C时，加入8kg铁铁颗粒， 升高溫度至2200°C ;加热1.化后，加入18kg覆盖剂，并降低溫度至1550°C，保溫1.化，结束 后，化渣出炉，加入8kg侣丝脱氧，然后在12min内诱注成型，制得生铁基复合材料A3;
[0022] 实施例4
[0023] 将IOkg钢、IOOkg生铁装炉，并通电烙化;待溫度达到1600°C时，加入化g铁铁颗粒， 升高溫度至2000°C;加热化后，加入15kg覆盖剂，并降低溫度至1500°C，保溫化，结束后，化 渣出炉，加入化g侣丝脱氧，然后在1 Omin内诱注成型，制得生铁基复合材料A4;
[0024] 实施例5
[00巧]将25kg钢、IOOkg生铁装炉，并通电烙化；待溫度达到1800°C时，加入12kg铁铁颗 粒，升高溫度至2500°C ;加热1.化后，加入22kg覆盖剂，并降低溫度至1600°C，保溫化，结束 后，化渣出炉，加入12kg侣丝脱氧，然后在15min内诱注成型，制得生铁基复合材料A5;
[00%] 对比例1
[0027] 按照实施例4的制备方法进行，不同的是，生铁的用量为100kg，所述钢的用量为 化邑，所述铁铁颗粒的用量为化g，所述覆盖剂的用量为10kg，所述侣丝的用量为1kg。
[0028] 对比例2
[0029] 按照实施例4的制备方法进行，不同的是，生铁的用量为100kg，所述钢的用量为 30kg，所述铁铁颗粒的用量为15kg，所述覆盖剂的用量为25kg，所述侣丝的用量为15kg。
[0030] 表 1 「nmi 1 L 丄 KA 伯山？ 争吐四 K J
||" '1寸 N 'J 下-下八口 /|勺 T一T几丄几*^ ? 冲击初性要高于在本发明范围外制得的生铁基复合材料Dl和D2,在本发明优选的范围内制 得的生铁基复合材料A1-A3,其各方面性能都要优于A4和A5。
[0033] 本发明提供了一种生铁基复合材料的制备方法，该复合材料W生铁为基体，制备 出的复合材料它的性能既优于金属材料也优于树脂基复合材料，它既具有金属的性能，也 有树脂基复合材料无法达到的使用溫度、剪切强度高、阻燃、不老化、不吸湿、耐磨损等金属 特性，而且生产该生铁基复合材料的方法流程简单、设备要求低、生产经济性优良、产品耐 磨性强，适合于工业批量生产。
[0034] W上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明 的保护范围。
【主权项】
1. 一种生铁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： (1) 将钢、生铁装炉，并通电熔化； (2) 待温度达到1600-1800 °C时，加入钛铁颗粒，升高温度至2000-2500 °C ; (3) 加热l-1.5h后，加入覆盖剂，并降低温度至1500-1600°C，保温l_2h，结束后，扒渣出 炉，加入铝丝脱氧，然后在l〇-15min内浇注成型； 其中，相对于100重量份的生铁，所述钢的用量为10-25重量份，所述钛铁颗粒的用量为 5-12重量份，所述覆盖剂的用量为15-22重量份，所述铝丝的用量为2-12重量份。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，相对于100重量份的生铁，所述钢的用 量为15-20重量份，所述钛铁颗粒的用量为7-10重量份，所述覆盖剂的用量为17-20重量份， 所述铝丝的用量为5-10重量份。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛铁颗粒的粒径为l-5cm。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂包括氧化钙、三氧化二铝、 二氧化硅和膨胀石墨。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂中氧化钙的含量为10-20%、三氧化二铝的含量为10-25%、二氧化硅的含量为35-45%、余量膨胀石墨。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3)中，浇注成型后进行水 冷，且水冷用水的温度为10-15°C。
【专利摘要】本发明公开了一种生铁基复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：将钢、生铁装炉，并通电熔化；待温度达到1600-1800℃时，加入钛铁颗粒，升高温度至2000-2500℃；加热1-1.5h后，加入覆盖剂，并降低温度至1500-1600℃，保温1-2h，结束后，扒渣出炉，加入铝丝脱氧，然后在10-15min内浇注成型，解决了目前的生铁基复合材料流程复杂、设备要求高、生产经济性差、产品耐磨性不足，不适合于工业批量生产的问题。
【IPC分类】C22C33/04
【公开号】CN105714175
【申请号】CN201610153825
【发明人】俞立华, 吴桂林
【申请人】繁昌县华彩铸造有限公司