[发明专利]铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：利用铜液的高温引发自蔓延反应，在铜基铸件表面形成TiC/Al₂O₃复相陶瓷硬质相；高的放热温度使得产物为熔体，熔覆于金属表面保证涂层的致密性以及强化层与基体的结合强度，其具体步骤如下：

1)氧化铁粉或氧化铜粉、铝粉、钛粉和石墨粉按照质量比27-40％：18-30％：30-40％：7.5-10％进行配料，按照球料比2:1在球磨机中混合1-24小时制成混合粉末；

2)在混合均匀的粉末中加入粘结剂聚乙烯醇水溶液，粘结剂与混合粉末的质量比为1:20-1:100，搅拌均匀制成膏状涂料或直接在压力200MPa下进行压制制成预制块；

3)将膏状涂料涂覆在铸件EPS塑料泡沫模具的表面或涂覆于指定位置，或将预制块粘贴在EPS塑料泡沫模具的表面或指定位置，并在30-50℃干燥1-10小时；

4)将步骤3)得到的铸件模型外涂挂一层耐火防粘砂涂料，在40-50℃烘干4-20小时；

5)在中频感应电炉中熔炼铜液，进行浇铸，在铜基铸件表面形成TiC/Al₂O₃复相陶瓷硬质相；

6)铸件冷却至室温后进行后续热处理或直接进行表面清理、打磨，得到表面为自蔓延反应熔覆TiC/Al₂O₃复相陶瓷颗粒增强的铸件。

2.按照权利要求1所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：所熔炼铜液为纯铜、黄铜或青铜。

3.按照权利要求1所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：铸造工艺为真空消失模铸造。

4.按照权利要求1所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：使用的自蔓延反应粉末的粒度为氧化铁粉或氧化铜粉1-50μm，铝粉1-50μm，钛粉1-30μm，石墨粉1-30μm。

5.按照权利要求1所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：粘结剂为3％wt的聚乙烯醇水溶液。

6.按照权利要求1所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：铜基铸件表面颗粒强化层厚度为1-20mm。

7.按照权利要求1所述反应所述铜基碳化钛/氧化铝表面颗粒强化复合材料的制备方法，其特征在于：铸件颗粒强化层包括铜粘结相、生成的中间合金相与分布其中的TiC/Al₂O₃硬质相颗粒，TiC/Al₂O₃硬质相的体积百分数为10-70％，中间合金相的体积百分数为0-20％，其余为铜粘结相；颗粒强化层硬度为HRC30-40。