專利名稱：利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用不同要求的包芯線，用以生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的辦法通常采用震動、攪拌等方法，但是由于金屬凝固過程中，隨著溫度的降 低，流動性也隨之變差，不容易攪拌，顆粒擴散能力也隨之下降，這樣得到的復(fù)合材料通常 都不是很理想。而且即便通過攪拌震動的方法得到了要求的細粒復(fù)合材料，同樣在加工這 些材料的時候也是非常困難的，因為這種復(fù)合材料中增強體和基體的物理性質(zhì)一般差別很 大，所以機械加工時要求工具也很特別。其中細粒復(fù)合材料是將硬質(zhì)細粒均勻分布于基體中。比如彌散強化合金、金屬陶 瓷等細粒復(fù)合材料的制造，通常都是采用熔化金屬基體，然后混入增強體材料顆粒，待金屬 再度凝固后，便可得到所需的復(fù)合材料。由于細粒復(fù)合材料的組成成分的物理性質(zhì)通常有 較大區(qū)別，比如熔點不同，密度不同等，所以在制作時，基體材料和增強體材料不容易混合 均勻，有時會出現(xiàn)硬質(zhì)細粒大量漂浮聚集的現(xiàn)象，從而降低了復(fù)合材料的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，保證細粒分 布的位置的穩(wěn)定，提高鑄件的性能。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法a.先將裝有需要復(fù)合的硬質(zhì)顆粒的包芯線進行編織組合，使之結(jié)構(gòu)形狀符合鑄型 空間的尺寸和結(jié)構(gòu)；b.將上述的加工后的包芯線放入鑄型中，在金屬液倒入鑄型后，包芯線的金屬外 皮先被融化，然后釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒在液態(tài)金屬中擴散；c.通過調(diào)整金屬液的澆注溫度、包芯線外皮的厚度、包芯線在鑄型空間內(nèi)的位置， 包芯線內(nèi)顆粒的種類，控制細粒的擴散時間和金屬液的凝固速度澆注溫度，和外皮厚度呈 同向增長；d.當(dāng)金屬凝固后，便得到所需的細粒復(fù)合材料。所述的利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，所述的加工后的包芯線，截面 直徑、細粒飽含量和編織密度數(shù)值與空間增大和容積增大數(shù)值呈同向增長；所述的利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，所述的加工后的包芯線放入鑄 型中，在金屬液倒入鑄型后，包芯線的金屬外皮先被熔化，然后釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒 在液態(tài)金屬中擴散，是將編織好的包芯線的位置固定在鑄型空間的底部，澆入一定溫度的 液態(tài)金屬，包芯線外皮開始融化，既硬質(zhì)細粒剛剛均勻融入金屬液的時候，正是金屬開始凝 固的時候，保證金屬與硬質(zhì)細粒的均勻混合，得到高質(zhì)量的復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果
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復(fù)合材料，是以一種材料為基體，另一種材料為增強體組合而成的材料。各種材料 在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各 種不同的要求。按其結(jié)構(gòu)特點分為①纖維復(fù)合材料。②夾層復(fù)合材料。③細粒復(fù)合材料。 ④混雜復(fù)合材料。其中細粒復(fù)合材料是將硬質(zhì)細粒均勻分布于基體中。比如彌散強化合金、 金屬陶瓷等細粒復(fù)合材料的制造，通常都是采用熔化金屬基體，然后混入增強體材料顆粒， 待金屬再度凝固后，便可得到所需的復(fù)合材料。工藝過程簡單，不需要輔助器械，降低成本；使得復(fù)合材料的基體和增強體混合均 勻，提高復(fù)合材料的質(zhì)量；降低澆注溫度，節(jié)能；直接得到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)合材料零件，大量 減少再加工量，省時省工；可以實現(xiàn)同一鑄件不同位置復(fù)合不同材料，來達到鑄件的特殊要 求。


附圖1是本方法包芯線放入前的產(chǎn)品狀態(tài)圖。附圖2是包芯線的編織組合后與附圖1的對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本方法包芯線放入后的產(chǎn)品狀態(tài)圖。附圖4是澆鑄時工作狀態(tài)示意圖。附圖5是澆鑄后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式實施例1 利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，先將裝有需要復(fù)合的硬質(zhì)顆粒的包芯 線進行編織組合，使之結(jié)構(gòu)形狀復(fù)合鑄型空間的尺寸和結(jié)構(gòu)，然后放入鑄型中，這樣在金屬 液倒入鑄型后，包芯線的金屬外皮先被熔化，然后釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒在液態(tài)金屬中 擴散，當(dāng)金屬凝固后，便得到所需的細粒復(fù)合材料，由于編織后的包芯線的空間結(jié)構(gòu)有一定 的強度，不同部分之間相互連接，所以可以保證包芯線的空間位置不會由于液態(tài)金屬與之 的密度差異而發(fā)生顯著變化，這樣包芯線在鑄型內(nèi)的位置就可以隨意調(diào)整，所以可以保證 包芯線外皮熔化后開始釋放顆粒的位置的準確性，這點非常重要，因為不同的液態(tài)基體和 不同的硬質(zhì)顆粒的密度都不相同，輕的向上，重的向下，當(dāng)顆粒密度較大的時候，包芯線釋 放顆粒的位置就應(yīng)該在鑄型空間的上部，這樣顆粒就可以容易的向下擴散，需要的理想狀 態(tài)就是當(dāng)硬質(zhì)顆粒比較均勻的分散在液態(tài)基體金屬的時候，金屬開始凝固，這時液態(tài)金屬 的流動性變小，顆粒擴散的能力降低，硬質(zhì)顆粒就會被固定在當(dāng)前位置，待金屬完全凝固 后，就得到所需的細粒復(fù)合材料，并且當(dāng)需要生產(chǎn)比較復(fù)雜的細粒復(fù)合材料鑄件時，鑄型內(nèi) 不同空間的尺寸大小有時會有很大的差異，這時就可以在空間大、容積大的部分采用截面 直徑比較粗、細粒包含量大或者編織密度高的包芯線，這樣就可以保證金屬鑄件的不同位 置得到相對應(yīng)的細粒含量，這種方法甚至可以實現(xiàn)同一鑄件內(nèi)不同部分復(fù)合不同顆粒材 料，從而得到內(nèi)部材料復(fù)雜的鑄件，來滿足特殊的鑄件要求，實現(xiàn)這一目的的方法就是通 過調(diào)整金屬液的澆注溫度、包芯線外皮的厚度、包芯線在鑄型空間內(nèi)的位置，包芯線內(nèi)顆粒 的種類等，可以控制細粒的擴散時間和金屬液的凝固速度當(dāng)澆注溫度較高的時候，采用外 皮比較厚的包芯線，這樣外皮融化速度慢，還可以起到內(nèi)冷降溫的目的，通過人為控制，我們可以找到合適的溫度和包芯線外皮厚度的關(guān)系，當(dāng)然也可以嚴格控制澆注溫度來達到同 樣的效果，從而能夠達到一個理想的狀況。例如，當(dāng)顆粒的密度小于液態(tài)金屬的密度的時 候，我們將編織好的包芯線的位置固定在鑄型空間的底部，澆入一定溫度的液態(tài)金屬，保險 線外皮開始融化，既硬質(zhì)細粒剛剛均勻融入金屬液的時候，正是金屬開始凝固的時候，這樣 就可以保證金屬與硬質(zhì)細粒的均勻混合，得到高質(zhì)量的復(fù)合材料。上述方法可以在較低的 澆注溫度下進行，而且不需要攪拌或震動，這樣就還可以為生產(chǎn)這種復(fù)合材料降低生產(chǎn)成 本。而且，重要的是用這樣的方法就可以直接得到復(fù)雜形狀的復(fù)合材料，僅需要很少的再加 工甚至不需要再加工就可以滿足使用要求，省時省工，而不是像傳統(tǒng)的生產(chǎn)細粒復(fù)合材料 的方法那樣制造出一整塊材料，然后再進行機械加工得到復(fù)雜的零件等。
權(quán)利要求
一種利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，其特征是a.先將裝有需要復(fù)合的硬質(zhì)顆粒的包芯線進行編織組合，使之結(jié)構(gòu)形狀符合鑄型空間的尺寸和結(jié)構(gòu)；b.將上述的加工后的包芯線放入鑄型中，在金屬液倒入鑄型后，包芯線的金屬外皮先被融化，然后釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒在液態(tài)金屬中擴散；c.通過調(diào)整金屬液的澆注溫度、包芯線外皮的厚度、包芯線在鑄型空間內(nèi)的位置，包芯線內(nèi)顆粒的種類，控制細粒的擴散時間和金屬液的凝固速度澆注溫度，和外皮厚度呈同向增長；d.當(dāng)金屬凝固后，便得到所需的細粒復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，其特征是所述 的加工后的包芯線，截面直徑、細粒飽含量和編織密度數(shù)值與空間增大和容積增大數(shù)值呈 同向增長；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法，其特征是 所述的加工后的包芯線放入鑄型中，在金屬液倒入鑄型后，包芯線的金屬外皮先被熔化，然 后釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒在液態(tài)金屬中擴散，是將編織好的包芯線的位置固定在鑄型 空間的底部，澆入一定溫度的液態(tài)金屬，包芯線外皮開始融化，既硬質(zhì)細粒剛剛均勻融入金 屬液的時候，正是金屬開始凝固的時候，保證金屬與硬質(zhì)細粒的均勻混合，得到高質(zhì)量的復(fù) 合材料。
全文摘要
利用包芯線技術(shù)生產(chǎn)細粒復(fù)合材料的方法。現(xiàn)有的辦法隨著溫度的降低，流動性變差，不易攪拌，顆粒擴散能力下降。本發(fā)明包括a.將裝有需要復(fù)合的硬質(zhì)顆粒包芯線進行編織，使結(jié)構(gòu)形狀符合鑄型空間尺寸和結(jié)構(gòu)；b.將加工后的包芯線放入鑄型中，在金屬液倒入鑄型后，包芯線金屬外皮先被融化，釋放出硬質(zhì)細粒，硬質(zhì)顆粒在液態(tài)金屬中擴散；c.通過調(diào)整金屬液的澆注溫度、包芯線外皮厚度、包芯線在鑄型空間內(nèi)位置，包芯線內(nèi)顆粒種類，來控制細粒的擴散時間和金屬液凝固速度澆注溫度，和外皮厚度呈同向增長；d.當(dāng)金屬凝固后，便得到所需的細粒復(fù)合材料。本發(fā)明用于利用包芯線進行鑄鐵型內(nèi)孕育，改善鑄件的性能。
文檔編號B22D27/20GK101869976SQ20091007188
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者吳強, 吳斐, 吳玉彬, 吳荷生 申請人:吳強