[发明专利]一种包套复合材料真空烧结成型耐磨体及其制造方法

说明书

本发明公开一种包套复合材料真空烧结成型耐磨体及其制造方法，将复合材料的原材料陶瓷颗粒和合金粉的混合料装入薄壁钢板制成的包套壳体内，抽真空后焊接封装保持包套体内真空条件下加热烧结成包套复合材料真空烧结成型耐磨体。包套复合材料真空烧结成型耐磨体由薄壁钢板包套壳体、盖板、一定数量陶瓷颗粒与合金粉的混合料和抽真空管嘴组成。包套壳体是由薄壁钢板制成的有一可装入陶瓷颗粒和合金粉混合料的开口的密封容器。其制造方法如下：将一定数量的陶瓷颗粒与合金粉的混合料装入薄壁钢板制成的包套壳体中，压紧振实后，在包套壳体开口端上焊接封装盖板和抽真空管嘴，通过抽真空管嘴对包套体内抽真空并焊接封装抽真空管嘴，将该包套体固定于耐磨铸件的铸造型腔中利用钢水的过热热熔和凝固热热熔加热烧结。

技术领域

本发明涉及一种包套金属基复合材料真空烧结成型耐磨体及其制造方法，属于金属基复合材料技术领域，用于镶嵌铸造物料破碎磨粉用耐磨件。

背景技术

金属基复合耐磨材料耐磨体的制造方法有铸造方法和粉末冶金方法。铸造方法是将金属液渗入较大颗粒粒度的陶瓷颗粒预制成的蜂窝陶瓷体中陶瓷颗粒之间的空隙，金属液凝固后成为金属基复合材料耐磨体；粉末冶金方法是将作为粘结剂的金属粉末和陶瓷颗粒按照一定的比例经球磨、参胶制成预混料，压制成型，经真空烧结成型金属基复合材料耐磨体铸造方法制造金属基复合材料耐磨体工艺流程为：蜂窝陶瓷预制体制造和金属液浸渗蜂窝陶瓷预制体。将一定粒度的陶瓷颗粒用无机粘结剂粘结成一定形状和强度的蜂窝陶瓷预制体，为了提高金属液的浸渗能力和提高耐磨件基体与陶瓷复合材料的结合强度，蜂窝陶瓷预制体上设置一定数量规则排布的孔。金属基复合材料的铸造方法有：无压铸渗、负压铸渗和压力铸渗。无压铸渗：是依靠金属液的重力和流动性浸渗蜂窝陶瓷预制体，此种工艺方法要求陶瓷颗粒粗大所形成孔隙通径大、陶瓷颗粒与金属液润湿性好及金属液流动性高，因此其陶瓷颗粒耐磨相的体积分数较低，不能最大化耐磨件耐磨寿命，无压铸渗是目前应用最为广泛的铸渗工艺方法，生产效率高、成本低，但复合材料质量难以稳定控制。压力铸渗：一般是在金属铸型中加压金属液是金属液以一定的压力和速度浸渗入蜂窝陶瓷空隙中，所得金属基复合材料缺陷较少，机械性能高，但制造大型复杂金属基复合材料耐磨件非常困难。负压铸渗：在铸型内抽真空形成负压，金属液在负压和金属液重力双重作用下浸渗蜂窝陶瓷预制体，铸渗质量好，但设备、工艺复杂。以上三种铸渗工艺方法制造大型复杂金属基复合材料耐磨件质量控制困难，蜂窝陶瓷预制体在铸型型腔内固定困难、陶瓷颗粒易脱落。

粉末冶金方法制造金属基复合材料耐磨体：粉末冶金方法是将作为粘结剂的金属粉末和陶瓷颗粒按照一定的比例经球磨、参胶制成预混料，压制成型，经真空烧结成型金属基复合材料耐磨体。用于镶嵌铸造耐磨件的粉末冶金金属基复合材料耐磨体有两种形式形状：柱状和块状，大体积尺寸的粉末冶金金属基复合材料耐磨体难以压制成型和烧结。

本发明公开一种包套金属基复合材料真空烧结成型耐磨体及其制造方法，本发明是将陶瓷颗粒和金属粘结剂的合金粉的混合料装入薄壁钢板制成的包套壳体内抽真空焊接封装密封后，整体烧结成型耐磨件所需要的大尺寸的、一定形状的金属基复合材料耐磨体。包套金属基复合材料真空烧结成型耐磨体由薄钢板制成的包套壳体、一定数量的陶瓷颗粒和合金粉、焊接封装包套体的盖板和对包套体体内抽真空的管嘴组成。其制造方法如下：将一定数量的陶瓷颗粒和合金粉装入包套壳体内，压紧振实后，焊接封装盖板和焊接连通包套体内抽真空管嘴，并确保其焊接气密性，然后对包套体内抽真空至100帕以内的真空度并焊接封装抽真空管嘴。该包套体既可气氛保护炉中烧结成型，也可固定于耐磨铸件的铸造型腔中利用钢水的过热热熔和凝固热热熔烧结成型，本发明的优选烧结方法是将此包套体固定在耐磨件铸造的型腔中，利用钢水的过热热熔和凝固热热熔进行烧结钎焊。本发明能够用于镶嵌铸造制造高面密度陶瓷颗粒耐磨相的耐磨件，如：高压辊磨机辊套、对辊试制砂机辊套、圆锥破碎机圆锥、锤式破碎机锤头等大型耐磨件。

发明内容

本发明公开一种包套金属基复合材料真空烧结成型耐磨体及其制造方法，本发明是将陶瓷颗粒和金属粘结剂的合金粉装入薄壁钢板制成的包套壳体，对包套体内抽真空后焊接封装密封包套体，经烧结成型镶嵌铸造耐磨件所需要的大尺寸的、连续的金属基复合材料耐磨体。