[发明专利]白炭黑增强铁基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金复合材料领域，具体涉及一种白炭黑增强铁基复合材料及其制备方法。

背景技术

铁基材料因其具有高耐磨性，耐热性和硬度大等特点，已广泛应用于交通工具，家用电器与电动工具以及办公机械中，已成为产量最大、应用最广的一类材料。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。现有技术的铁基复合材料中由于添加了其他硬度较低的成分，所以其硬度不高，而且易出现混料不均匀的问题。

现有技术制得的铁基材料耐腐蚀防锈性能欠缺，因此需要进一步研究开发符合要求的产品。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种白炭黑增强铁基复合材料及其制备方法，制得的复合拉伸强度增强，同时具有更好的耐腐蚀防锈性能。

本发明的技术方案：

白炭黑增强铁基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分：白炭黑7～10％、氧化钾3～8％、氧化镁1～2％、氧化铯1～8％、氧化锡1～2％、硫化银3～7％、氧化锰6～10％、其余是粒度为20～30μm的铁粉。

优选地，含有以下质量百分含量的组分：白炭黑8～9％、氧化钾4～7％、氧化镁1％、氧化铯3～5％、氧化锡2％、硫化银4～6％、氧化锰7～8％、其余是铁粉。

更优选地，含有以下质量百分含量的组分：白炭黑9％、氧化钾5％、氧化镁1％、氧化铯4％、氧化锡2％、硫化银5％、氧化锰7％、其余是铁粉。

白炭黑增强铁基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将各原料投入高速混合机中进行高速混合30～45min，转速为400～550r/min；

(2)将混合物投入球磨机中进行球磨5～6h，球料比为35～40:1，球磨机筒体转速为120～150r/min；

(3)将球磨均匀后的混合物在冷挤压专用的成型模具中进行成型压制，压制压力为480～540MPa；

(4)将烧结炉体内抽真空，调制真空度为10～100KPa，预热温度为500～600℃，将步骤(3)压制的坯体高温烧结，烧结温度为1150～1320℃，高温下的烧结时间为10～30min，然后在850～950℃下保温30～60min，用水淬灭，最后在180～220℃下保温回火1～3h，即得白炭黑增强铁基复合材料。

步骤(4)中，所述烧结温度为1250℃，高温下的烧结时间为20min。

有益效果：

本发明提供的复合材料的拉伸强度为1.38～1.42GPa以上，且在相对湿度80％，温度25℃，1200h的条件下，无腐蚀现象出现，因此可以很好地应用于各个领域。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例1

白炭黑增强铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：白炭黑7％、氧化钾3％、氧化镁1％、氧化铯1％、氧化锡1％、硫化银3％、氧化锰6％、其余是粒度为20～30μm的铁粉。

制备方法，包括如下步骤：

(1)将各原料投入高速混合机中进行高速混合30min，转速为400r/min；

(2)将混合物投入球磨机中进行球磨5h，球料比为35:1，球磨机筒体转速为150r/min；

(3)将球磨均匀后的混合物在冷挤压专用的成型模具中进行成型压制，压制压力为460MPa；

(4)将烧结炉体内抽真空，调制真空度为10KPa，预热温度为600℃，将步骤(3)压制的坯体高温烧结，烧结温度为1150℃，高温下的烧结时间为30min，然后在850℃下保温60min，用水淬灭，最后在180℃下保温回火3h，即得白炭黑增强铁基复合材料。

实施例2

白炭黑增强铁基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：白炭黑8％、氧化钾4％、氧化镁1％、氧化铯3％、氧化锡2％、硫化银4％、氧化锰7％、其余是铁粉。

制备方法，包括如下步骤：

(1)将各原料投入高速混合机中进行高速混合35min，转速为450r/min；

(2)将混合物投入球磨机中进行球磨5h，球料比为36:1，球磨机筒体转速为140r/min；

(3)将球磨均匀后的混合物在冷挤压专用的成型模具中进行成型压制，压制压力为490MPa；