[发明专利]一种碳化物增强铁基复合材料及其粉末冶金原位合成方法

摘要

本发明公开了一种碳化物增强铁基复合材料及其粉末冶金原位合成方法，所述碳化物为碳和其他金属元素形成的化合物，作为增强相在铁基材料中原位形成。制备碳化物增强铁基复合材料的初始原料为碳粉、铁粉和其他金属元素粉末，其特征在于，所述其他金属元素与碳元素在基体铁中的扩散速度具有数量级差异，在粉末冶金原位合成过程中对所述增强相的颗粒粒径和形貌进行调节控制。利用本发明能够有效调控碳化物的形貌及粒径，且工艺简单易控制。通过碳化物颗粒形貌及粒径的调控，可以得到增强相颗粒细小均匀且弥散分布的碳化物增强铁基复合材料，碳化物对铁基体的弥散强化作用能得到充分的发挥，使复合材料的强度和硬度得到大幅度提高。

主权项

1.一种碳化物增强铁基复合材料的粉末冶金原位合成方法，碳化物为增强相，所述碳化物包含碳和其它金属元素，所述其它金属元素是指钛、铬、钒、铌、钨、锆或稀土元素中的一种或多种，制备碳化物增强铁基复合材料的初始原料为碳粉、铁粉和其它金属元素粉末，其特征在于，所述其它金属元素与碳元素在基体铁中的扩散速度具有数量级差异，增强相颗粒会对原料中所述其它金属元素粉末的粒径和形貌表现出一定的组织遗传性，利用这种遗传性在粉末冶金原位合成过程中对所述增强相的颗粒粒径和形貌进行调节控制；在混料之前，对初始原料中的所述其它金属元素粉末进行球磨处理，以获得粒径细小且受到活化的其它金属元素粉末；所述球磨处理包括参数：球料比为10∶1，其它金属元素粉末酒精比为2g∶1ml，球磨速度为250‑300r/min，球磨时间为45‑50h；经过这样的调节控制后，采用所述粉末冶金原位合成方法制备的碳化物增强铁基复合材料，能够实现增强相碳化物颗粒粒径小于5μm，颗粒形貌为近似球形。