[發明專利]微納米氧化物顆粒增強高耐磨鈷基合金粉末及其制備方法

在審

• 申請號: 201310503944.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103526078A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 丁剛;丁家偉;耿德英;張瑩;符寒光;謝宗翰;王愛華;郭洪才;印杰;孫健;張寧;強穎懷;郭長慶
• 申請（專利權）人: 江蘇盛偉模具材料有限公司
• 主分類號: C22C19/07
• 分類號: C22C19/07;C22C32/00;B22F1/00;C23C24/10
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1.一種微納米氧化物顆粒增強高耐磨鈷基合金粉末及其制備方法，其特征在于：微納米氧化物顆粒增強高耐磨鈷基合金粉末由基體合金粉末與微納米氧化物增強顆粒和粘結劑所組成，其配比為：50～98％基體合金粉末，1～45％的微納米Al₂O₃或微納米Cr₃C₂、微納米ZrO₂其中之一或二種以上的組合微納米混合體粉末，1～5％的粘結劑制備成組合粉末；其中微納米顆粒中的納米顆粒含量在20～30％；其中基體合金的化學成分及其質量百分比為；

0.1～0.4％C、3.5～5.5％Si、1.5～3％B、1.6～2.5％Mn、1.0～3.0％Cr、0.5～2％W、2.0～3.0％Mo、0.5～3％Ni、0.1～0.4％Nb、<15％Fe、0.1～1.2％MgO，0.2～2％CaF₂，CeO₂、Y₃O₂、La₂O₃其中之一或二種以上的組合≤0.9％、Co余量和不可避免的雜質元素；其制備工藝步驟是：

基體合金粉末制備→添加微納米氧化物顆粒→添加粘結劑→攪拌球磨→組合粉末→干燥→破碎→篩分；具體工藝步驟如下：

(1)基體合金制備

基體合金粉末制備的工藝流程為：配料→熔煉→霧化→干燥→篩分；

配料：原料為純鈷、石墨粉、FeCr、FeB、FeSi、W、Nb、Ni、La₂O、Y；

熔煉：將上述配制好的原料在真空感應爐或中頻感應爐中進行熔煉，熔化溫度約為1250℃-1350℃，控制碳含量達到要求，爐前調整成分合格后，出爐溫度1200～1280℃；

霧化：采用惰性氣或高壓水霧化，霧化孔徑5～10mm，霧化壓力，10～14MPa；

干燥：所用設備是遠紅外烘干機，烘干溫度為220℃～280℃；

篩分：由篩粉機篩出粒度范圍為+150目～-350目的粉末作為成品粉；

(2)添加微納米氧化物顆粒

選取粒度范圍為+150目～-350目的市售微納米Al₂O₃或微納米Cr₃C₂、微納米ZrO₂其中之一或二種以上的組合微納米混合體粉末作為增強硬質顆粒；其中微納米顆粒中的納米顆粒含量在20～30％；

(3)添加粘結劑

采用熱固型的酚醛樹脂、環氧樹脂或水玻璃做粘結劑，加入環己酮或甲醇溶劑，使其溶解成樹脂溶液；

(4)攪拌球磨

將制備好的基體合金粉末和微納米Al₂O₃或微納米Cr₃C₂、微納米ZrO₂其中之一或二種以上的組合混合體粉末和粘結劑按照所需的比例進行配置后，倒入攪拌球磨機中，將所需劑量的樹脂溶解于環己酮或甲醇溶劑使其溶解成樹脂溶液；攪拌均勻后倒入球磨機內所需處理的混合粉中，將球體直徑10～20mm的磨球按照2：1～3：1球料比配制好后加入到攪拌球磨機中，起動攪拌球磨機，經5～60小時的充分攪拌球磨，使混合粉各組分及樹脂液都分布均勻，將各組元粉末顆粒包裹起來，并粘結在一起，制備成微納米組合粉末；

(5)干燥

將球磨好的組合粉末從球磨機中倒出，然后經150℃～200℃干燥；

(6)破碎和篩分

將干燥好的組合粉末進行破碎，由篩粉機篩出粒度范圍為+150目～-350目的粉末分別作為成品粉，即得所需成分、所需粒度等級而又不會發生組分偏析的組合粉末。