一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的材料及其製備方法與流程
2023-06-15 07:27:36 3
本發明涉及複合材料領域，具體涉及一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的材料及其製備方法。
背景技術：
碳化矽具有純度高、粒徑小、分布均勻、比表面積大、高表面活性、松裝密度低、極好的力學、熱學、電學和化學性能，即具有高硬度，高耐磨性和良好的自潤滑、高熱傳導率、低熱膨脹係數及高溫強度大等特點。已知的銅鋁合金，由於有較高的強度和減摩性，良好的耐蝕性，在熱態下壓力加工性良好,可電焊和氣焊，主要用於如軸襯，軸套，法蘭盤，齒輪及其他重要耐蝕零件，耐磨零件。但是在特殊應用方面，其性能難以滿足比如航空航天高強度耐壓產品﹑石油工程設別的耐磨件產品以及海洋工程設備耐腐蝕產品配件的需求。
技術實現要素：
綜上所述，本發明的目的在於提供一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的新材料及其製備方法，能夠使得材料具有更高的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現：
一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的材料的製備方法，包括以下步驟：
1)配料：稱取純銅1800克，純鋁200克置於石墨坩堝中，粒徑50微米的化學鍍鎳碳化矽顆粒備用；
2)熔煉：感應電爐加熱至1200度，保溫10分鐘，除氣、除渣；
3)加入顆粒：待溫度將至1080度時開始加入研磨過的處理後的氟鋯酸鉀處理碳化矽，同時做攪拌處理；
4)保溫攪拌：溫度降至1042度時為半固態階段，攪拌10分鐘；
5)降溫。
進一步地，所述化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為1％。
進一步地，所述化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為3％。
進一步地，所述化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為5％。
本發明還提供了一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的材料，所述材料採用前述的方法來製備。
本發明的有益效果為：將化學鍍鎳的碳化矽材料通過一定的技術手段均勻分布在現有的合金材料中，利用碳化矽高硬度，高耐磨性和良好的自潤滑及高溫強度大的性能，實現複合材料的性能進一步提升。本發明所得到的複合合金新材料具有更高的強度﹑硬度﹑耐磨性以及耐腐蝕性，從而延長航空航天高強度耐壓產品﹑石油工程設別的耐磨件產品以及海洋工程設備耐腐蝕產品配件的使用壽命。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的新材料及其製備方法，包括以下步驟：
1)配料：稱取純銅1800克，純鋁200克置於石墨坩堝中，粒徑50微米的化學鍍鎳碳化矽顆粒備用，其中，化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為1％；
2)熔煉：感應電爐加熱至1200度，保溫10分鐘，除氣、除渣；
3)加入顆粒：待溫度將至1080度時開始加入研磨過的處理後的氟鋯酸鉀處理碳化矽，同時做攪拌處理；
4)保溫攪拌：溫度降至1042度時為半固態階段，攪拌10分鐘；
5)降溫。
實施例2
一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的新材料及其製備方法，包括以下步驟：
1)配料：稱取純銅1800克，純鋁200克置於石墨坩堝中，粒徑50微米的化學鍍鎳碳化矽顆粒備用，其中，化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為3％；
2)熔煉：感應電爐加熱至1200度，保溫10分鐘，除氣、除渣；
3)加入顆粒：待溫度將至1080度時開始加入研磨過的處理後的氟鋯酸鉀處理碳化矽，同時做攪拌處理；
4)保溫攪拌：溫度降至1042度時為半固態階段，攪拌10分鐘；
5)降溫。
實施例3
一種化學鍍鎳碳化矽顆粒與銅鋁複合的新材料及其製備方法，包括以下步驟：
1)配料：稱取純銅1800克，純鋁200克置於石墨坩堝中，粒徑50微米的化學鍍鎳碳化矽顆粒備用，其中，化學鍍鎳碳化矽顆粒的體積分數為5％；
2)熔煉：感應電爐加熱至1200度，保溫10分鐘，除氣、除渣；
3)加入顆粒：待溫度將至1080度時開始加入研磨過的處理後的氟鋯酸鉀處理碳化矽，同時做攪拌處理；
4)保溫攪拌：溫度降至1042度時為半固態階段，攪拌10分鐘；
5)降溫。
實驗硬度結果對比：
採用布氏硬度計，保壓時間30秒，壓頭5毫米，壓力62.5千克，表中數據為每組實驗取3個試塊，每個試塊打硬度5次求的平均值。具體參數見下表：
數據顯示，隨著增強相體積分數的增加，布氏硬度逐漸增強，相同體積分數條件下，經過化學鍍鎳處理的碳化矽樣品的硬度值明顯高於未添加碳化矽的銅鋁合金材料。
以上所舉實施例為本發明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發明，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術特徵內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。