[發(fā)明專利]易加工、安裝的陶瓷金屬復合耐磨件的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103361579A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 牟元全;李忠亮;方文
• 申請（專利權）人: 重慶羅曼耐磨材料有限公司
• 主分類號: C22C47/08
• 分類號: C22C47/08;C22C111/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 譚春艷

技術領域

本發(fā)明涉及耐磨復合材料技術領域，特別是一種易加工、安裝的陶瓷金屬復合耐磨件的制備方法。

背景技術

磨損是預制件產生失效的一種最基本的類型，目前普遍存在于冶金，礦山、火電、機械、水泥、煤礦等許多行業(yè)。這造成了原材料的極大浪費和能源的巨大的消耗，據不完全統(tǒng)計，我國每年消耗金屬耐磨材料高達500萬噸以上。可見提高機械設備及零部件的耐磨性能，可以有效減少能源的消耗，也可以提高勞動生產率。

針對上述情況，有人提將金屬和陶瓷制成復合材料，陶瓷金屬復合材料是將陶瓷的高耐磨、高硬度性能和金屬材料的韌性結合起來的一種新型復合材料。現(xiàn)在我國使用的金屬陶瓷復合材料，主要通過國外進口，我國生產的金屬陶瓷復合材料，其性能在現(xiàn)階段與進口產品相比，還有一定的差距。不論國內還是國外的金屬陶瓷復合材料，其主要工藝原理是依靠陶瓷顆粒增強金屬材料的方法制造。

目前，研究最多的是以氧化鋁，碳化硅，碳化鎢陶瓷顆粒為骨料，合金粉末或基體金屬粉末為填充劑，選擇種合適的粘結劑等，壓制成型，制成預制塊，烘干、燒結得到預制體，然后再澆鑄基體金屬液。在澆鑄基體金屬液時，合金粉末熔化，金屬液填充至該合金粉末的孔隙中，此方法一方面需要在預制塊中添加大量的粘接劑、助劑等，而這些物質多是有機物質，污染環(huán)境，對工人的健康也不利，且這些物質的使用，會造成生成本的偏高。最后這樣的方法需要先制備預制坯體，然后將坯體進行燒結成預制件，再澆鑄基體金屬液，工序復雜。且在澆鑄基體金屬液時預制件易碎裂、易剝落。

其次，雖然現(xiàn)有的耐磨件解決了耐磨的問題，但是又存在耐磨面不易加工，安裝難度大的問題。

發(fā)明內容

為解決以上技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備工藝簡單、成本低、適合批量生產、抗沖擊性好、易加工、安裝的陶瓷金屬復合耐磨件的制備方法。

本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：一種易加工、安裝的陶瓷金屬復合耐磨件的制備方法，其特征在于：取一塊鋼絲網，在該鋼絲網上沖壓出凹槽；將經過表面浸潤處理的硬質陶瓷顆粒填充在該凹槽中，取另一相同鋼絲網蓋在上述鋼絲網上，將凹槽遮住，避免陶瓷顆粒撒出；然后將上述固定有陶瓷顆粒的鋼絲網固定在鑄型型腔耐磨件需要增強的對應位置，負壓澆鑄基體金屬液，經冷卻3-5min鐘后，再澆鑄普通易加工金屬液得到易加工層。

采用上述技術方案，將陶瓷顆粒直接固定在鋼絲網的凹槽中，省去了預制體的制備過程，且省去了粘接劑和助劑的添加，環(huán)保，成本低，加工方便。且陶瓷顆粒被牢固的固定在凹槽中，在澆鑄基體金屬液時不會出現(xiàn)開裂、散架等現(xiàn)象，抗沖擊性能好，耐磨性好。該工藝簡單，適合批量生產。其次，在陶瓷顆粒的表面鍍鎳，提高了陶瓷顆粒與基體金屬液之間的粘接性，且該鍍鎳層不需要經過高溫燒結，避免了鎳的氧化，使得陶瓷顆粒與基體金屬液之間的粘接性能更好，進一步提高耐磨性和抗沖擊性能。在復合耐磨層上澆鑄出一層普通金屬液制成的易加工層，使得加工難度和安裝難度降低。

在上述技術方案中，為了提高耐磨件的耐磨性和抗沖擊性，所述凹槽為迷宮式凹槽，其寬度為10-40mm，深度為10-30mm。

在上述技術方案中，為了提高耐磨件的耐磨性和抗沖擊性，所述凹槽為方形凹槽，所述凹槽為方形凹槽，在鋼絲網上呈規(guī)則隊列分布，每平方米的鋼絲網上分布400-1000個凹槽，該凹槽的深度為10-30mm，寬度為10-40mm。

在上述技術方案中，為了提高耐磨件的耐磨性和抗沖擊性，所述凹槽為圓形凹槽，在鋼絲網上呈規(guī)則隊列分布，每平方米的鋼絲網上分布400-1000個凹槽，該凹槽的深度為10-30mm，孔徑為10-40mm。

在上述技術方案中，為了避免陶瓷顆粒撒漏，為了提高耐磨件的耐磨性和抗沖擊性，所述鋼絲網的孔眼的孔徑小于陶瓷顆粒的粒徑。

作為優(yōu)選：所述陶瓷顆粒的粒徑為0.5-4mm。

所述陶瓷顆粒為粒徑分別為1.0-2.0mm、2.0-4.0mm的兩種陶瓷顆粒的混合物，它們的質量比為5-7∶5-3。采用兩種不同大小粒徑范圍的陶瓷顆粒的級配，通過大顆粒和小顆粒混合使得陶瓷顆粒分布更均勻，致密性更好，既方便成型，又提高了預制件的抗沖擊性和耐磨性。

在上述技術方案中：所述陶瓷顆粒表面浸潤處理是指在陶瓷顆粒的表面鍍鎳。鍍鎳層的厚度為10-200um。

作為優(yōu)選：所述基體金屬液為高錳鋼或合金鋼或高鉻鑄鐵或鎳鉻低合金鑄鐵或灰口鑄鐵。

作為優(yōu)選：所述普通易加工金屬液為球磨鑄鐵或灰口鑄鐵或普通碳鋼或低合金結構鋼。

在上述技術方案中：所述易加工層的厚度為10-100mm。