[發明專利]用于耐火磚模具的復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010590660.1
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102173118A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 王殿梁
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種復合材料，尤其涉及一種由合金鋼與Q235鋼復合而成的材料，及其該復合材料的制備方法和在耐火磚模具中的應用。

背景技術

耐火磚是用作建筑窯爐和各種熱工設備的高溫建筑材料和結構材料，尺寸精度要求較高，必須用模具生產才能保證其尺寸精度。

在耐火磚的壓制過程中，模具承受壓力和表面摩擦力，這里的壓力并不是太大，所以，為了節約模具的成本，耐火磚模具常用Q235鋼，就能滿足心部的強度要求。但耐火磚的主要成分是金屬化合物和粘結劑，模具在反復多次的工作過程中易產生磨損，磨損是模具失效的主要形式。

為降低模具磨損，提高模具的使用壽命，目前人們多使用的方法是滲碳、滲硼等表面處理，這種處理方法能使模具表面的硬度達到HRC60左右，對模具壽命的提高是有限的。本發明采用了合金鋼與Q235復合后滲碳的方法，在模具表面上得到合金鋼的滲碳組織，使模具的硬度、耐磨性有顯著提高。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種耐火磚模具用復合材料，使用兩種不同特性的鋼材復合，獲取一種硬度和耐磨性較高的材料。

本發明的另一個目的是提供一種耐火磚模具用復合材料的制備方法。

本發明的另一個目的是提供一種用于耐火磚模具的高硬度和高耐磨性的合金鋼復合材料。

本發明所述的一種用于耐火磚模具的復合材料，包括鐵釩(Fe-V)合金鋼和Q235鋼。以鐵釩合金鋼為覆層，覆蓋于以Q235鋼為材質的基體上。

鐵釩合金鋼為低釩鐵釩合金鋼，其中元素V的質量百分數含量為3.50-3.70。

Q235鋼(《鋼鐵產品牌號表示方法》(GB221-1979))為屈服點(σs)為235MPa的碳素結構鋼。

優選的，所述的鐵釩合金鋼的其它化學成分(質量百分數)為：C：0.08-0.10；Si：0.030-0.034；Cr：0.010-0.015；Mn：0.20-0.25；V：3.50-3.70；S：≤0.01；P：≤0.008；其余是Fe和雜質。所述Q235鋼，其化學成分(質量百分數)為：C：0.14-0.22％；Mn：0.30-0.65；Si：≤0.30；S：≤0.050；P：≤0.045；其余是Fe和雜質。

本發明所述的用于耐火磚模具的復合材料，其制備方法如下：

1)鐵釩合金鋼經冶煉和鍛造后，最終軋制成厚度為5.0mm的板材；

2)將步驟1所得的鐵釩合金鋼板的表面做磨削，除去表面氧化層。

3)將厚度為100mm的Q235鋼板的一個表面磨削，除去表面氧化層。

4)將步驟2所得的鐵釩合金鋼板覆于步驟3所得的Q235鋼板上，使兩種鋼板的無氧化層表面相互接觸，并把四周完全焊接。

5)將步驟4所得的材料，在電阻爐中加熱，加熱溫度為1100-1120℃，保溫50min后，進行軋制，軋制的壓下量為25mm。

6)將步驟5)得到的板材置于氣體滲碳爐，在915-920℃下，滲碳4小時，滲碳碳勢為1.05-1.15％碳，之后迅速空氣冷卻；

7)最后，將步驟6)所得的滲碳復合材料，先經840-850℃油中淬火，再進行190-200℃回火2小時。

由上述方法制得的用于耐火磚模具的復合材料的表面Fe-V合金硬度為HRC65以上，作為耐火磚模具的材料使用具有很強的耐磨性和很高的硬度，使用壽命是常規模具鋼(Q235滲碳處理)的2倍以上。

本發明技術方案實現的有益效果：

本發明公開了一種用于耐火磚模具的復合材料，以低釩滲碳的Fe-V合金為覆層，以低碳鋼為材質的基體。覆層上含有細小均勻碳化物，大大提高了材料的硬度，尤其是在提高耐磨性能方面有更突出的作用。該材料的在耐火磚模具上具有很好的應用前景。

具體實施方式

以下詳細描述本發明的技術方案。

實施例1

含釩3.5wt％鐵釩合金鋼經冶煉和鍛造后，最終軋制成厚度為5.0mm的板材，然后磨削表面，除去氧化層。

磨削厚度為100mm的Q235鋼板的一個表面，除去氧化層。

把除去氧化層的鐵釩合金鋼板覆于除去氧化層的Q235鋼板上，注意要使兩個無氧化表面相互接觸，四周完全焊接。之后在電阻爐中加熱，加熱溫度為1100℃，并保溫50min，接著進行軋制，軋制的壓下量為25mm。

把軋制后的板材置于氣體滲碳爐中，在920℃下，滲碳4小時，滲碳碳勢為1.15％碳，之后迅速空氣冷卻的滲碳復合材料。