[發明專利]一種高錳鋼復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200810232313.4
• 申請日: 2008-11-18
• 公開（公告）號: CN101406944A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 岑啟宏;許云華;阮曉光;付永紅
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;B22D19/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料技術領域，特別涉及一種高錳鋼復合材料的制備方法。

背景技術

高錳鋼是應用于煤炭、冶金、礦山、電力、建材、耐火材料、能源等工業行業粉碎機械上的襯板、鄂板等耐磨件的原材料。高錳鋼一般在奧氏體組織狀態下使用，組織中無硬質相，因而硬度低，只有HB220左右。只有在高應力狀態下，由于奧氏體晶粒內部產生大量位置或發生馬氏體相變，才能產生加工硬化提高耐磨性，但零件極易變形，而在球磨機中，磨球是通過磨料堆積層間接沖擊高錳鋼襯板，沖擊強度較小，加工硬化效果不顯著，因此耐磨性達不到理想值。通常加入釩、鈦、鉬、鉻等元素來提升高錳鋼的屈服強度和硬度，以一定程序上減少使用中的變形和提高耐磨性，但效果不明顯，而且浪費大量貴重金屬元素，影響了高錳鋼的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種高錳鋼復合材料的制備方法，該方法制備的高錳鋼復合材料是在高錳鋼基體中形成網狀淬火態高碳鋼硬質相，并與高錳鋼有效結合為一體，充分發揮了淬火態高碳鋼的高強度和高硬度，也保留了高錳鋼的良好韌性，從而達到最佳的性能匹配。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種高錳鋼復合材料的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一，首先用高碳鋼絲編織高碳鋼絲網；

步驟二，將編織的高碳鋼絲網裁剪、卷制或疊加，預制成一定結構；

步驟三，將預制的高碳鋼絲網預置在鑄型的型腔中；

步驟四，將按常規的方法冶煉的液態高錳鋼按鑄造方法把液態的高錳鋼澆入鑄型中，使液態高錳鋼完全埋沒高碳鋼絲網；

步驟五，鑄型經冷卻、脫型清理后，將高錳鋼加熱到950℃～1150℃，放入水中淬火冷卻，即可得到高錳鋼復合材料。

采用本發明的方法制備的高錳鋼復合材料，提高了整體強度和硬度，使零件在使用過程中減少變形，提高耐磨性。工藝方便可靠，成品率高，可生產各種形狀、任何大小規格的耐磨零件，可廣泛應用于礦山、電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領域。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖；

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

參見圖1，按照本發明的高錳鋼復合材料的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟一，首先用高碳鋼絲編織高碳鋼絲網；

步驟二，將編織的高碳鋼絲網裁剪、卷制或疊加，預制成一定結構；

步驟三，將預制的高碳鋼絲網預置在鑄型的型腔中；

步驟四，將按常規的方法冶煉的液態高錳鋼按鑄造方法把液態的高錳鋼澆入鑄型中，使液態高錳鋼完全埋沒高碳鋼絲網；

步驟五，鑄型經冷卻、脫型清理后，進行熱處理。

所說的熱處理是將高錳鋼加熱到950℃～1150℃，然后放入水中淬火冷卻，即可得到高錳鋼復合材料。

以下是發明人給出的實施例，在本發明給出的范圍內，均能夠生產出合格的高錳鋼復合材料。

實施例1：

取直徑為0.8mm的含碳量0.7％的T70高碳鋼絲，編織成二維的單層或多層高碳鋼絲網，絲網中的高碳鋼絲間距為5mm，編織后裁剪成片狀，然后疊加在一起，預置在鑄型的型腔中。

然后將按常規的方法冶煉Mn13高錳鋼，按重力鑄造方法把液態的高錳鋼澆入鑄型中，使液態高錳鋼完全埋沒高碳鋼絲網。

鑄型經冷卻、脫型清理后，將高錳鋼加熱到950℃～1150℃，保溫10min，然后放入水中淬火冷卻，即可得到高錳鋼復合材料。

本實施例制備的高錳鋼復合材料既具有高錳鋼的韌性，又有了T70高碳鋼絲網的高強度和高硬度，解決了單一高錳鋼材料在低應力下耐磨性差，高應力下變形嚴重的難題，耐磨性達到Mn13高錳鋼的3倍以上。

實施例2：

本實施例與實施例1所不同的是，高碳鋼絲選用直徑為1.8mm的含碳量0.85％的T85高碳鋼絲，高碳鋼絲網中的高碳鋼絲間距為0.5mm，編織后裁剪成片狀，然后卷在一起，將冶煉的液態Mn13Cr2高錳鋼按離心鑄造方法澆入鑄型中，使液態Mn13Cr2高錳鋼完全埋沒T8高碳鋼絲網。其余均同實施例1，制備的高錳鋼復合材料硬度達到HRC50以上，耐磨性是Mn13Cr2高錳鋼的3倍以上。

采用本發明的方法制備的高錳鋼復合材料的機理是，高碳鋼絲網在熱處理時，也實現了淬火，使其硬度達到HRC55以上，成為了網狀硬質相，并與高錳鋼基體結合成一體，獲得的復合材料既保留了高錳鋼的良好韌性，又有了高碳鋼絲網的高強度和高硬度，解決了單一高錳鋼材料在低應力下耐磨性差，高應力下變形嚴重的難題。

本發明的制備方法可以根據零件的需要，既把高碳鋼絲網放置于鑄型的局部，澆注高錳鋼水后獲得局部耐磨的零件，復合層厚度可根據工況要求任意調整；也可以把高碳鋼絲網放置于整個鑄型型腔中，澆注高錳鋼后獲得整體耐磨的零件，其方法可控性強，操作簡單方便，成品率高。