[發(fā)明專利]一種具有激光熔覆表面層的耐火材料制品

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210024208.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN102557758A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐林波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐林波
• 主分類號(hào): C04B41/87
• 分類號(hào): C04B41/87;C04B35/66;C23C24/10
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種耐火材料制品，特別是具有熔覆表面層的耐火材料制品。?

背景技術(shù)

耐火材料制品表面，尤其是工作面，在其使用過程中是首當(dāng)其沖的最薄弱部位，在惡劣的使用環(huán)境中，化學(xué)侵蝕、物理沖刷極易造成表面的迅速破壞，從而大大縮短耐火材料制品的使用壽命。目前提高耐火材料制品使用壽命的傳統(tǒng)方法主要是整體提高其材質(zhì)的純度、密度和燒成溫度。但這樣做在工藝、設(shè)備以及成本方面存在著許多困難。如果我們能夠用各種熔覆（尤其是激光熔覆）的工藝方法在耐火材料制品基材的表面（尤其是工作面）上加工制造出一層改性的熔覆層，將會(huì)很容易實(shí)現(xiàn)耐火材料制造領(lǐng)域?qū)Α案呒儭⒏呙芎统邷亍钡墓に嚰夹g(shù)和理想產(chǎn)品追求，從而極大地提高耐火材料制品的使用性能和使用壽命、提高原材料的利用率并降低生產(chǎn)成本，從而可有效達(dá)到節(jié)省資源和能源的目的。?

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供了一種具有激光熔覆表面層的耐火材料制品。其特征是：在耐火材料制品基材的工作面上復(fù)合有一層或數(shù)層用激光熔覆工藝加工制造的熔覆層，其熔覆表面層的材質(zhì)可來自耐火材料制品基材表面自身的熔融，也可來自外加的改性材料熔融，或共同來自于上述二者共融。也就是說根據(jù)使用環(huán)境要求、工藝制造要求和性價(jià)比要求等，耐火材料制品基材熔覆后的工作面層可有三種結(jié)構(gòu)材質(zhì)，一是基材自身材質(zhì)，二是基材與外加改性材料共融材質(zhì)，三是完全外加的改性材料材質(zhì)。?

激光熔覆工藝具有快速加熱、冷凝、熱輸入量小、熱影響區(qū)小，覆層稀釋率低、覆層厚度可控、覆層與基體呈冶金結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。快速加熱、冷凝使熔覆層微觀組織重新組合，晶粒在結(jié)晶的過程中得到明顯的細(xì)化且均勻致密，這對(duì)提高耐火材料制品的耐磨耐蝕性十分有利；熱輸入量小、覆層稀釋率低保證了基材的原有性質(zhì)；覆層與基體呈冶金結(jié)合，顯著提高了耐火材料制品的整體性能；激光可進(jìn)行選區(qū)熔覆，特別適合小區(qū)域和難以接近區(qū)域（如各種冶金澆鑄水口的內(nèi)部工作面）的表面改性需要。以高性能的表面與基體冶金結(jié)合，獲得更加優(yōu)異的整體性能，以較少的能源和材料獲得比基體更高的性能，具有卓越的性價(jià)比。近零排放、環(huán)境污染更小，加工速度快、加工精度高、覆層厚度可控，具有顯著的優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能節(jié)材和環(huán)保的特點(diǎn)，是國(guó)家大力提倡的制造技術(shù)之一。?

上述耐火材料制品基材主要包括那些原材料及工藝成本高、使用環(huán)境惡劣、使用壽命短的產(chǎn)品如：各種冶金澆鑄水口、各種窯爐池壁磚、換熱室格子磚、鋼包透氣磚等。這些耐火材料制品基材可以是新制品，也可以是工作面已被侵蝕的、使用后的舊制品。?

對(duì)于各種耐火材料制品的被侵蝕工作面進(jìn)行熔覆修復(fù)可極大地節(jié)省能源和資源。?

上述外加的改性材料主要有AL₂O₃、WC、TiC、SiC、ZrO₂等具有優(yōu)異耐沖刷、耐侵蝕、耐高溫、耐氧化特性的材料。?

為提高熔覆層的密度，整個(gè)激光熔覆加工過程可在真空狀態(tài)下進(jìn)行。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。?

圖1是本發(fā)明實(shí)施例之一的激光熔覆結(jié)構(gòu)剖面圖。?

圖2是本發(fā)明實(shí)施例之二的激光熔覆結(jié)構(gòu)剖面圖。?

圖3是本發(fā)明實(shí)施例之三的激光熔覆結(jié)構(gòu)剖面圖。?

圖4是本發(fā)明實(shí)施例之四的激光熔覆結(jié)構(gòu)剖面圖。?

圖中1.耐火材料制品基材，2.基材自身熔覆層，3.?基材與外加改性材料共融表面層，4.?基材與外加改性材料內(nèi)部共融層，5.?外加改性材料雙層熔覆內(nèi)層，5a.?外加改性材料單層熔覆表面層，6.?外加改性材料雙層熔覆表面層。?

具體實(shí)施方式

在圖一中，用激光掃描熱熔的方式，將耐火材料制品基材（1）的工作面熔融，從而制造出基材自身熔覆層（2）作為工作面層，用以提高耐火材料制品的整體抗侵蝕能力，提高使用壽命。?

在圖二中，用激光熔覆工藝，在將耐火材料制品基材（1）的工作面熔融時(shí)，同時(shí)將改性材料與之共熔，從而制造出基材自身熔覆層（2）、基材與外加改性材料的共融表面層（3），用以提高耐火材料制品的整體抗侵蝕能力和制品的使用壽命。?

在圖三中，用激光熔覆工藝將足量的外加改性材料熔覆在耐火材料制品基材（1）的工作面上，在其上制造出基材自身熔覆層（2）、基材與外加改性材料內(nèi)部共融層（4）和外加改性材料單層熔覆表面層（5a），用以提高耐火材料制品的整體抗侵蝕能力和制品的使用壽命。?

在圖四中，用激光熔覆工藝將足量的雙層外加改性材料熔覆在耐火材料制品基材（1）的工作面上，在其上制造出基材自身熔覆層（2）、基材與外加改性材料內(nèi)部共融層（4）、外加改性材料雙層熔覆內(nèi)層（5）和外加改性材料雙層熔覆表面層（6）用以提高耐火材料制品的整體抗侵蝕能力和制品的使用壽命。?