[發明專利]一種鐵基金屬陶瓷復合導輥及其燒結、焊接一體化工藝

有效

• 申請號: 201410372435.9
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104191163B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 王華彬
• 申請（專利權）人: 王華彬
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C38/44;C22C30/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 杜靜靜

技術領域

本發明涉及一種金屬陶瓷復合導輥，尤其涉及一種鐵基金屬陶瓷復合導輥及其燒結、焊接一體化工藝。

背景技術

鎢是一種稀有金屬，廣泛應用于槍械制造、切削金屬的刀片、鉆頭、超硬模具、拉絲模等等，鎢的用途十分廣泛，涉及礦山、冶金、機械、建筑、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業領域。鈷不僅是制造合金鋼的重要金屬，而且是各種高級顏料的重要原料。由于鎢和鈷資源的限制，許多西方國家重點發展以TiC陶瓷為增強相，鎳和鎳合金為粘結相的無鎢鈷硬質合金，并得到了批量生產。95％的貧鎢國家都逐漸使用TiC－Ni系金屬陶瓷來替代鎢鈷硬質合金。用資源更為豐富，價格更低廉的鐵和鐵合金作為粘合相的金屬陶瓷則是未來研究的發展方向。這對于象我國這樣鎳資源并不豐富的國家，開發鐵基金屬陶瓷的意義就更大。用鐵基粘合相代替鎳基粘合相， 大大降低了鐵基金屬陶瓷的制備成本。其制備成本只有鎳基金屬陶瓷的一半。為金屬陶瓷的大規模商業推廣奠定了堅實的基礎。高速導輥由于其工作條件惡劣，同時承受強烈的高速高溫磨損、水淋激冷激熱、沖擊及復雜應力的綜合作用，是高速線材軋鋼生產線上消耗量很大的易損配件。目前，國內高線使用的高鉻鑄鐵導輥基本上使用壽命為一個班次。頻繁更換導輥不僅直接增加生產成本，同時，致使高速線材軋鋼生產線頻繁停產，嚴重降低高速線材軋機的生產效率，造成很大經濟損失。因此，導輥使用壽命是制約高速線材生產線生產效率和生產成本的關鍵因素之一。因此，迫切的需要一種新的技術方案解決上述技術問題。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明公開了一種鐵基金屬陶瓷復合導輥及其燒結、焊接一體化工藝。該技術方案中首次提出了在導輥外側敷設壓制鐵基陶瓷陶瓷成份梯度混合粉和內側鑲一環狀鋼塊，這一復合體通過真空燒結，鐵基陶瓷陶瓷混合粉燒結成金屬陶瓷， 在燒結過程中鋼同金屬陶瓷焊接成一體。這一新工藝不但節省價值高的陶瓷金屬復合粉的用量，也解決了金屬陶瓷難以焊接的難題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下，一種鐵基金屬陶瓷復合導輥，所述復合導輥從外到內依次是高陶瓷層、環狀鋼塊，所述高陶瓷層的具體配方為，30wt％—70wt％的400目TiC粉，Fe粉為35wt％—60wt％，Mo粉為1wt％—3wt％，Ni粉為2wt％—5wt％，Cr粉為6wt％—8wt％。

作為本發明的一種改進，所述復合導輥從外到內依次是高陶瓷層、環狀鋼塊，所述高陶瓷層的具體配方為，30wt％—50wt％的400目TiC粉，Fe粉為39wt％—57wt％，Mo粉為1wt％—2wt％，Ni粉為3wt％—4wt％，Cr粉為7wt％—8wt％。

作為本發明的一種改進，所述Fe粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉粒度均為190—210目。

一種鐵基金屬陶瓷復合導輥，所述復合導輥從外到內依次是高陶瓷層、高金屬層、環狀鋼塊，所述高陶瓷層的具體配方為，30wt％—70wt％的400目TiC粉，Fe粉為35wt％—60wt％，Mo粉為1wt％—3wt％，Ni粉為2wt％—5wt％，Cr粉為6wt％—8wt％；高金屬層也稱為過渡層，高金屬層的具體配方為15wt％—25wt％的400目TiC粉，Fe粉為60wt％—75wt％，Mo粉為1wt％—2wt％，Ni粉為3wt％—5wt％，Cr粉為6wt％—9wt％。 所述中間過渡層可以設置為一層、兩層或者多層，采用多層，材料過渡階段的成分梯度可以更加和緩，熱應力也可以降的更低，該層根據實際需要來設置，工業生產中，為了提高效率，降低成本，一般設置為一層。

作為本發明的一種改進，所述復合導輥從外到內依次是高陶瓷層、高金屬層、金屬層，所述高陶瓷層的具體配方為，30wt％—50wt％的400目TiC粉，Fe粉為39wt％—57wt％，Mo粉為1wt％—2wt％，Ni粉為3wt％—4wt％，Cr粉為7wt％—8wt％；過渡層為高金屬層，具體配方為16wt％—23wt％的400目TiC粉，Fe粉為62wt％—72wt％，Mo粉為1wt％—2wt％，Ni粉為3wt％—4wt％，Cr粉為7wt％—8wt％。

作為本發明的一種改進，所述Fe粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉粒度均為190—210目，所述高金屬層設置為一層或者多層。所述中間過渡層可以設置為一層、兩層或者多層，采用多層，材料過渡階段的成分梯度可以更加和緩，熱應力也可以降的更低，該層根據實際需要來設置，工業生產中，為了提高效率，降低成本，一般設置為一層。