[發明專利]一種金屬陶瓷復合襯板的釬焊鑄接工藝

無效

• 申請號: 201110412842.4
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102554385A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 魏世忠;馬向東;李保元;徐流杰;張國賞;李繼文;王新陽;周玉成
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K35/24;B22D19/04
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

技術領域

本發明涉及金屬陶瓷復合襯板制造領域，具體涉及一種金屬陶瓷復合襯板的釬焊鑄接工藝。

背景技術

摩擦磨損是普遍存在的自然現象。摩擦消耗了一次能源的1/3以上，磨損是材料和設備破壞失效的三種主要方式之一，造成的損失相當于GDP的2%以上。我國是第二大能源消耗國，但單位GDP消耗能源是美國2.6倍、德國4.0倍、日本4.6倍。我國在節省能耗和資源方面具有很大的發展空間。目前國內大規模的水泥廠5000多家，每家至少有一臺或兩臺磨機，就現行的磨機襯板一般一年左右即損壞，需停產更換。一般停產時間需15天左右，如日產5000噸水泥生產線15天，減少生產能力75000噸，減少利潤高達800萬元左右，對于全國水泥行業就是上百億的損失。更重要的是使用壽命延長，不需要更換，提高生產效率、節約停產更換時間，綜合增加經濟效益。國內外通常將整體金屬材料制備耐磨部件，應用實踐證明其韌性可以滿足應用要求，但其耐磨性能和抗腐蝕性能往往不能滿足需要。陶瓷具備耐腐蝕、耐磨損、高硬度、抗氧化等優點，正逐漸被作為最重要的抗磨材料加以廣泛深入地研究，特別是近幾十年來工程結構陶瓷的快速發展為其應用提供了重要保障，但陶瓷加工性能差，延展性和沖擊韌性低，易脆，使陶瓷在抗磨領域的應用受到嚴重制約。采用金屬-陶瓷復合技術，既可以利用金屬的強韌性，又可以充分發揮陶瓷材料的高硬度、高耐磨性優點，實現二者的優勢互補。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種金屬陶瓷復合襯板的釬焊鑄接工藝，采用金屬-陶瓷復合技術，既可以利用金屬的強韌性，又可以充分發揮陶瓷材料的高硬度、高耐磨性優點，實現二者的優勢互補。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種金屬陶瓷復合襯板的釬焊鑄接工藝，所述工藝包括以下步驟：

（1）、釬料的制備：按質量百分比，取10～70%的Cu粉、20～70%的Ti粉和5～20%的表面活性元素，混合均勻，制得釬料，其中表面活性元素為Ni粉，Si粉，Mg粉或者三者之間任意配比的混合金屬粉；

（2）、復合釬料的制備：按照質量百分比，取80～90%的釬料和10～20%的陶瓷顆粒，混合均勻，制得復合釬料，其中陶瓷顆粒為Al₂O₃陶瓷顆粒，SiC陶瓷顆粒或者兩者的混合陶瓷顆粒；

（3）、金屬陶瓷層的釬焊：使用有機溶劑將金屬層和陶瓷層擦洗干凈，并按照陶瓷層-復合釬料-金屬層-復合釬料-陶瓷層-復合釬料-金屬層的樣式固定裝配在一起，放入真空釬焊爐內，控制真空釬焊爐的真空度為10^-2～10^-3Pa，先在28℃條件下保持1個小時，再升溫到950℃保持5分鐘，然后升溫到1000℃并保持30分鐘，最后隨爐自然冷卻至室溫，制得金屬陶瓷層；

（4）、金屬陶瓷層與金屬基體的鑄接：將步驟（3）中制備好的金屬陶瓷層預熱至800～900℃，并保持30～60分鐘，然后將金屬陶瓷層和金屬基體一起豎立放入鑄接模具的型腔內，其中金屬陶瓷層的金屬層與金屬基體相對，且金屬陶瓷層的金屬層與金屬基體之間留有空隙,熔煉鋼液澆注在金屬陶瓷層與金屬基體之間的空隙中，進行鑄接，制得金屬陶瓷復合襯板。

所述步驟（2）中Al₂O₃陶瓷顆粒和SiC陶瓷顆粒的粒度為5～50μｍ。

所述金屬層和金屬基體是鋼板或其它合金板材。

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）本發明的工藝方法能通過金屬的韌性保證復合襯板的工作安全性，依靠陶瓷的高硬度和良好的化學穩定性提高制品的耐磨性能和抗腐蝕性能，明顯延長其使用壽命，同時金屬陶瓷層占襯板很小一部分，價格便宜，對于水泥、冶金、礦山、電力等行業提高生產效率、節約停產更換時間，綜合增加經濟效益。

（2）本發明釬焊中使用的釬料為銅粉和鈦粉，并加入表面活性元素，釬焊效果好，且成本低。

（3）本發明釬焊中使用的釬料中加有陶瓷顆粒增強相，不需要特殊的表面處理就可以保證釬料基體有很好的潤濕增強相顆粒，使得相應的工藝過程得到簡化，提高了工作效率。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例：

實施例1??

一種金屬陶瓷復合襯板的釬焊鑄接工藝，包括以下步驟：?

（1）、釬料的制備：按質量百分比，取20%的Cu粉、70%的Ti粉和10%的表面活性元素，混合均勻，制得釬料，其中表面活性元素為Ni粉；