[發明專利]一種合金復合體及其制造方法和應用

有效

• 申請號: 201610139740.2
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105779843B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 劉學敏;宮實俊;李紅利;孫靜涵;李貴友;李振峰
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;中國神華能源股份有限公司軌道機械化維護分公司;哈爾濱貴友科技開發有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/02;C22C1/05;B32B15/01;B32B15/18;B32B7/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 嚴政,劉兵

技術領域

本發明涉及一種合金材料領域，具體地，涉及一種合金復合體，以及該合金復合體的制備方法和應用。

背景技術

鐵路線路養護清篩車用GYKJ-RM80型扒齒鏈是鐵路線路清篩過程中使用的主要部件和易損部件。現在國內鐵路線路養護清篩車用扒齒鏈普遍采用的是低成本的ZG45的母材鍛造成品(母材不含任何耐磨及增強韌性的合金元素)。其缺點是不耐磨、易斷裂、其扒齒鏈的使用壽命較短。面對國內鐵路線路養護清篩車用扒齒鏈使用壽命短、成本高、效率低、工人勞動強度大等現狀，急需開發出一種耐磨損的硬質合金復合體。

發明內容

本發明的目的是克服技術的上述不足，提供一種合金復合體以及該合金復合體的制備方法和應用。本發明的合金復合體的硬度高、耐磨損、使用壽命長，特別適合用在鐵路線路養護清篩車的扒齒鏈上。

本發明提供了一種合金復合體，其中，該合金復合體包括鋼板層、金屬粘結劑層和納米硬質合金材料層，所述鋼板層通過金屬粘結劑層與所述納米硬質合金材料層相結合，所述納米硬質合金材料層含有粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷，以所述納米硬質合金材料層的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量為40-65重量％，所述納米顆粒碳化鎢的含量為20-45重量％，所述鈷的含量為5-40重量％。

本發明還提供了一種制造上述合金復合體的方法，其中，該方法包括：將鋼板層、金屬粘結劑層和納米硬質合金材料層依次疊合壓實得到壓實板，然后對所述壓實板進行熱熔焊接，以使得所述金屬粘結劑層熔化從而使所述鋼板層和所述納米硬質合金材料層結合在一起。

本發明另外提供了本發明的合金復合體在鐵路線路養護清篩車的扒齒鏈上的應用。

本發明的發明人發現，通過將特定的納米硬質合金材料粘結在鋼板的表層，可以得到機械強度、硬度和耐磨性均十分優異的合金復合體，當用于鐵路線路養護清篩車的扒齒鏈，可以顯著地提高扒齒頭的硬度、機械強度和使用壽命。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供了一種合金復合體，其中，該合金復合體包括鋼板層、金屬粘結劑層和納米硬質合金材料層，所述鋼板層通過金屬粘結劑層與所述納米硬質合金材料層相結合，所述納米硬質合金材料層含有粗顆粒碳化鎢、納米顆粒碳化鎢和鈷，以所述納米硬質合金材料層的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量為40-65重量％，所述納米顆粒碳化鎢的含量為20-45重量％，所述鈷的含量為5-40重量％。

為了進一步提高所述納米硬質合金材料層的耐磨性和抗沖擊韌性，優選情況下，以所述納米硬質合金材料層的總重量為基準，所述粗顆粒碳化鎢的含量為50-60重量％，所述納米顆粒碳化鎢的含量為30-40重量％，所述鈷的含量為10-15重量％。

在本發明中，所述粗顆粒碳化鎢的晶粒度和納米顆粒碳化鎢的晶粒度對所述納米硬質合金材料的各項性能的影響較為顯著,為了進一步提高所述納米硬質合金組織的致密性和均勻性，從而進一步提高納米硬質合金材料層的耐磨性和抗沖擊韌性，本發明的所述粗顆粒碳化鎢的晶粒度可以為1.8-5.5μm，優選為2.5-3.5μm；所述納米顆粒碳化鎢的晶粒度可以為0.1-0.4μm，優選為0.2-0.3μm。

在本發明中，所述鋼板所用的鋼材的型號和其中各元素的含量沒有明確的限定，在優選的情況下，以所述鋼板層的總重量為基準，該鋼板層中C的含量為1-1.4重量％，Mn的含量為16-19重量％，Cr的含量為2-3重量％，Mo的含量為0.2-0.5重量％，Si的含量≤0.5重量％，P的含量≤0.07重量％，Fe的含量為75.53-80.8重量％；更優選地，以所述鋼板層的總重量為基準，該鋼板層中C的含量為1.2-1.3重量％，Mn的含量為17-18重量％，Cr的含量為2.4-2.6重量％，Mo的含量為0.3-0.4重量％，Si的含量≤0.3重量％，P的含量≤0.05重量％，Fe的含量為77.35-79.1重量％。

在本發明中，優選地，所用鋼板層所用的鋼材的類型為超高錳鋼，例如為型號為ZGMn18的超高錳鋼。

在本發明中，所述納米硬質合金材料層的厚度可以為1-5mm，優選為2-4mm，該厚度的納米硬質合金材料層可以適用于各種厚度的鋼板層，所述鋼板層的厚度可以根據實際需要確定，例如可以為0.5-5cm。