[發明專利]一種原位合成硼碳化物顆粒增強鋼基抗磨的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410845911.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104593700A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 周宏;符寒光
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖念

技術領域

????本發明屬于耐磨材料技術領域，具體涉及一種原位合成硼碳化物顆粒增強鋼基抗磨復合材料及其制備方法。

背景技術

鋼基材料具有熔煉工藝簡便、生產成本低廉等特點，已廣泛應用于冶金、礦山、建材、電力等行業。但是，單一鋼基材料硬度低，耐磨性差，使用壽命短。在鋼基材料中，添加高硬度顆粒，是改善鋼基材料耐磨性的有效途徑。

中國發明專利CN?103591014公開了一種耐磨切割環，包括：基體和在基體的外部設置的耐磨體，耐磨體的材料為鋼基耐磨復合材料；其中，在基體上離心澆鑄鋼基耐磨復合材料并進行機加工處理，形成耐磨體。該發明的耐磨切割環，可以有效地提升切割環強度、硬度及耐磨性能，采用離心鑄造工藝可以使得制備的構件組織細化，提高構件的強度、硬度以及塑性，并且可以使得顯微缺陷減少，致密度增加，并能夠降低切割環的生產成本。

中國發明專利CN?1995457還公開了一種等離子束表面冶金鋼基耐磨復合材料的方法，它包括以下步驟：將鋼基零件的表面冶金部位置于轉移弧等離子炬下方，在炬上方的料桶內裝入鐵基、鎳基、或鈷基等粉末，根據冶金厚度調整好送粉量；啟動點火和工作程序，等離子炬引燃轉移型壓縮氬弧等離子束，在氬氣的保護下在鋼材表面瞬間形成熔池，同時粉末開關開啟，向熔池中送入粉末；一個部位復合完成后熄弧，送粉開關同步停止送粉，等待下一個部位。優點是由于直接在鋼基表面冶金，所以可在鋼基零件的所需部位處快速獲取所需厚度的高結合力、高硬度耐磨硬化層；送粉停粉與起弧熄弧同步，不浪費合金粉末；操作簡便，生產效率高。

中國發明專利CN102274950還公開了一種原位生成Ｌａｖｅｓ相增強鋼基表面復合材料的制備方法，屬于金屬耐磨材料技術領域。對混合金屬元素粉末進行機械合金化，然后與粘結劑進行混合，涂抹到零件的鑄型工作表面上，澆注鋼液，冷卻脫型清理后即制成原位生成的Ｌａｖｅｓ相增強鋼基表面復合材料。該工藝制備的表面復合材料，充分發揮了Ｌａｖｅｓ相的高溫耐磨性和鋼的良好韌性，調控方便，工藝可靠，解決了表面復合材料反應不完全，增強相顆粒分布不均勻，增強相界面污染等難題，可廣泛得應用在鋼材、冶金、煤炭、建材和電力等高溫耐磨領域。

中國發明專利CN101705445還公開了一種高錳鋼基ＳｉＣ顆粒表面復合材料的制備方法，該方法首先對ＳｉＣ顆粒進行表面處理，然后制備消失模模樣，并在消失模模樣相應于零件的磨損面覆加ＳｉＣ顆粒膏塊，對處理后的模樣按照常規消失模澆鑄工藝進行造型、涂覆涂料，澆注時采取負壓實型鑄造工藝，選用高錳鋼作為澆鑄基體材料，并將澆鑄溫度控制在１３５０℃，澆注后空冷２０ｍｉｎ。鑄型經冷卻、脫型、清理后獲得燒結較好的表面高錳鋼基ＳｉＣ顆粒復合層。采用該發明的方法制備的高錳鋼復合材料，提高了整體強度和硬度，使零件在使用過程中的耐磨表面減少磨損，提高耐磨性，提高壽命。其工藝簡單，適用性強，可廣泛應用于冶金、礦山、建材等諸多行業。

中國發明專利CN101709440還公開了一種高錳鋼基復合材料制備工藝，該制備工藝主要包括以下步驟：用鈮絲編織鈮絲網，經過裁剪、多層卷制或疊加制成網狀立體骨架結構；按照鑄造工藝要求制作鑄型，把鈮絲立體網狀骨架預置在鑄型型腔中；冶煉高錳鋼澆入鑄型中，冷卻清理后得到鈮絲－高錳鋼二元材料預制體；把鈮絲－高錳鋼二元材料預制體置入熱處理爐，加溫到碳化物形成溫度進行保溫，獲得碳化鈮顆粒增強高錳鋼基復合材料。用該方法制備的復合材料充分發揮了碳化鈮硬質相的高耐磨性能和高錳鋼的良好韌性，調控方便，工藝可靠，解決了復合材料反應不完全，增強相顆粒分布不均勻，增強相界面污染弱化等難題，可廣泛應用于礦山、電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領域。

中國發明專利CN101705454還公開了碳化鎢增強高速鋼基復合材料制備工藝，該制備工藝主要包括以下步驟：用鎢絲編織成鎢絲網，裁剪、多層卷制或疊加制成網狀立體骨架結構；按照鑄造工藝要求制作鑄型，把鎢絲立體網狀骨架預置在鑄型型腔中；冶煉高速鋼澆入鑄型中，冷卻清理后得到鎢絲－高速鋼二元材料預制體；把鎢絲－高速鋼二元材料預制體置入熱處理爐，加溫到碳化物形成溫度進行保溫，獲得碳化鎢顆粒增強高速鋼基復合材料。用該方法制備的復合材料充分發揮了碳化鎢硬質相的高耐磨性能和高速鋼的良好韌性，調控方便，工藝可靠，解決了復合材料反應不完全，增強相顆粒分布不均勻，增強相界面污染弱化等難題，可廣泛應用于礦山、電力、冶金、煤炭、建材等耐磨領域。