專利名稱：一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及復合襯板制造領域，具體涉及一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝。
背景技術：
在現有技術中，金屬/陶瓷復合材料的制備有粘結法、機械連接、熔焊法及釬焊及固相擴散焊等方法。粘結法受到溫度限制而使用范圍有限，機械連接往往產生較大的接頭應力而得不到較高的結合強度且不適合高溫場合；熔焊在某種條件下能夠制造高溫下穩定的復合材料接頭，但難于形成面-面的陶瓷金屬連接，且設備投資昂貴；活性金屬釬焊的工藝特點是配置高真空或可控氣氛設備，接頭質量好，靠性高，易于實現規模化生產，工藝流程易于控制。活性金屬釬焊的難點在于釬料配置及減少界面應力。固相擴散焊可滿足高溫應用的要求，但工藝過程復雜，對連接表面的加工和連接設備的要求高；高的連接溫度和連接壓力會增加殘余應力，導致構件的變形。
發明內容
本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，生產效率高、結合強度高、不需專門焊接設備的陶瓷金屬復合材料的制備工藝。本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，其特征在于所述工藝包括以下步驟
(1)、陶瓷層的表面處理使用有機溶劑將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑， 在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面，放置備用，潤濕相的涂敷厚度不超過IOmm ；其中，金屬粉末按照重量百分比，由5 20%的Ti 粉、20 70%的Al粉和30 50%的Ni粉混合均勻制得，混合金屬粉末的粒度為10 50μ m ；
(2)、復合襯板鑄造將步驟(1)中處理好的陶瓷層在800 900°C條件下預熱30 60 分鐘，然后以豎立并列的形式放入鑄造模具的型腔內，且陶瓷層之間留有間隙，熔煉金屬液澆注在型腔內陶瓷層之間的空隙中，金屬液的澆注溫度為1300 1360°C;其中金屬液中還添加有金屬液澆注質量2 10%的活性元素金屬粉，活性元素金屬粉為Ti粉和ττ粉的混合金屬粉末，其中混合金屬粉末中Ti粉和^ 粉的質量比為1/10 10/1，混合金屬粉末的粒度為10 50μ m ；
(3)、調質處理淬火后，400 500°C回火處理。所述陶瓷層為氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷。本發明的有益效果是
(1)本發明的方法在陶瓷層表面涂覆金屬粉末，能夠增加陶瓷與金屬之間的潤濕性，增強陶瓷層和金屬層之間的結合強度。(2)本發明的方法在金屬澆注液中加入活性元素金屬粉，能進一步改善陶瓷與金屬之間的潤濕性，增強陶瓷層和金屬層之間的結合強度。
(3)本發明的工藝方法生產效率高、不需專門焊接設備，工藝簡單，制得的陶瓷金屬復合襯板耐磨效果非常好。
具體實施例方式以下是本發明的具體 實施例 實施例1
一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，包括以下步驟
(1)、陶瓷層的表面處理使用丙酮將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑，在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面，放置備用，潤濕相的涂敷厚度為6mm ；其中，金屬粉末按照重量百分比，由5%的Ti粉、60%的Al粉和35%的M粉混合均勻制得，混合金屬粉末的粒度為ΙΟμπι ；丙酮是有機溶劑的一種，溶解能力強，清洗效果好。水玻璃作為粘結劑，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好。特別適合在復合襯板鑄造加工中使用。(2)、復合襯板鑄造將步驟(1)中處理好的陶瓷層在800°C條件下預熱60分鐘，然后以豎立并列的形式放入鑄造模具的型腔內，且陶瓷層之間留有間隙，熔煉金屬液澆注在型腔內陶瓷層之間的空隙中，金屬液的澆注溫度為1300°C ；其中金屬液中還添加有金屬液澆注量2 %的活性元素金屬粉，活性元素金屬粉為Ti粉和ττ粉的混合金屬粉末，其中混合金屬粉末中Ti粉和^ 粉的質量比為1/10，混合金屬粉末的粒度為25μπι ；為了增加金屬層與陶瓷層的潤濕性，在陶瓷層表面預涂覆金屬粉末，并在鋼液澆注時加入活性金屬元素， 可以提高金屬層與陶瓷層之間潤濕性。(3)、調質處理淬火后，400°C回火處理。實施例2
一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，包括以下步驟
(1)、陶瓷層的表面處理使用丙酮將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑，在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面，放置備用，潤濕相的涂敷厚度為8mm ；其中，金屬粉末按照重量百分比，由20%的Ti粉、30%的Al粉和50%的M粉混合均勻制得，混合金屬粉末的粒度為50μ m ；丙酮是有機溶劑的一種，溶解能力強，清洗效果好。水玻璃作為粘結劑，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好。特別適合在復合襯板鑄造加工中使用。(2)、復合襯板鑄造將步驟(1)中處理好的陶瓷層在850°C條件下預熱45分鐘，然后以豎立并列的形式放入鑄造模具的型腔內，且陶瓷層之間留有間隙，熔煉金屬液澆注在型腔內陶瓷層之間的空隙中，金屬液的澆注溫度為1340°C ；其中金屬液中還添加有金屬液澆注量6%的活性元素金屬粉，活性元素金屬粉為Ti粉和ττ粉的混合金屬粉末，其中混合金屬粉末中Ti粉和^ 粉的質量比為1/1，混合金屬粉末的粒度為50μπι ；為了增加金屬層與陶瓷層的潤濕性，在陶瓷層表面預涂覆金屬粉末，并在鋼液澆注時加入活性金屬元素，可以提高金屬層與陶瓷層之間潤濕性。(3)、調質處理淬火后，450°C回火處理。實施例3
一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，包括以下步驟(1)、陶瓷層的表面處理使用丙酮將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑，在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面，放置備用，潤濕相的涂敷厚度為IOmm;其中，金屬粉末按照重量百分比，由15%的Ti粉、55%的Al 粉和30%的Ni粉混合均勻制得，混合金屬粉末的粒度為25μ m ；丙酮是有機溶劑的一種，溶解能力強，清洗效果好。水玻璃作為粘結劑，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好。特別適合在復合襯板鑄造加工中使用。(2)、復合襯板鑄造將步驟(1)中處理好的陶瓷層在900°C條件下預熱30分鐘，然后以豎立并列的形式放入鑄造模具的型腔內，且陶瓷層之間留有間隙，熔煉金屬液澆注在型腔內陶瓷層之間的空隙中，金屬液的澆注溫度為1360°C ；其中金屬液中還添加有金屬液澆注量10%的活性元素金屬粉，活性元素金屬粉為Ti粉和^ 粉的混合金屬粉末，其中混合金屬粉末中Ti粉和^ 粉的質量比為10/1，混合金屬粉末的粒度為 ομπι ；為了增加金屬層與陶瓷層的潤濕性，在陶瓷層表面預涂覆金屬粉末，并在鋼液澆注時加入活性金屬元素， 可以提高金屬層與陶瓷層之間潤濕性。(3)、調質處理淬火后，500°C回火處理。
權利要求
1.一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，其特征在于所述工藝包括以下步驟(1)、陶瓷層的表面處理使用有機溶劑將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑， 在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面，放置備用，潤濕相的涂敷厚度不超過IOmm ；其中，金屬粉末按照重量百分比，由5 20%的Ti 粉、20 70%的Al粉和30 50%的Ni粉混合均勻制得，混合金屬粉末的粒度為10 50μ m ；(2)、復合襯板鑄造將步驟(1)中處理好的陶瓷層在800 900°C條件下預熱30 60 分鐘，然后以豎立并列的形式放入鑄造模具的型腔內，且陶瓷層之間留有間隙，熔煉金屬液澆注在型腔內陶瓷層之間的空隙中，金屬液的澆注溫度為1300 1360°C ；其中金屬液中還添加有金屬液澆注質量2 10%的活性元素金屬粉，活性元素金屬粉為Ti粉和ττ粉的混合金屬粉末，其中混合金屬粉末中Ti粉和ττ粉的質量比為1/10 10/1，混合金屬粉末的粒度為10 50μ m ；(3)、調質處理淬火后，400 500°C回火處理。
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，其特征在于所述陶瓷層為氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷。
全文摘要
本發明涉及一種高耐磨復合襯板的鑄造工藝，所述工藝包括陶瓷層的表面處理，復合襯板鑄造和調質處理。先使用有機溶劑將陶瓷層的表面擦洗干凈，以水玻璃為粘結劑，在水玻璃中添加金屬粉末混合均勻制成潤濕相，并將潤濕相均勻涂敷在陶瓷層的表面；然后將陶瓷層預熱，放入鑄造模具型腔內澆注金屬液進行鑄造，金屬液中還添加有活性元素金屬，鑄造完畢在經過調質處理制得高耐磨陶瓷金屬復合襯板，本發明的工藝方法生產效率高、不需專門焊接設備，工藝簡單，制得的陶瓷金屬復合襯板耐磨效果非常好。
文檔編號B22D19/08GK102430744SQ20111041284
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者周玉成, 張國賞, 徐流杰, 李保元, 李繼文, 王新陽, 馬向東, 魏世忠 申請人:河南科技大學