[發(fā)明專利]一種金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610161227.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105779840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代洪光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 代洪光
• 主分類號(hào): C22C26/00
• 分類號(hào): C22C26/00;C22C38/00;B22D19/16
• 代理公司: 蘇州中合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32266
• 代理人: 李中華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金剛石鐵基金屬?gòu)?fù)合材料鑄件、金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件及其制備方法。

背景技術(shù)

在工程機(jī)械和采礦機(jī)械的施工中，耐磨件會(huì)與礦石或巖石產(chǎn)生磨擦。由于磨擦力大，耐磨件的磨損量較大，使用成本較高。

為此，人們研究了大量制造耐磨件的耐磨材料。例如，鑄高猛鋼件和高鉻鑄鐵件。鑄高猛鋼件雖然成本低，但硬度僅在HRC32左右。高鉻鑄鐵件的硬度在HRC41左右，成本較低。又如，粘涂堆焊耐磨合金、鑲TiC-鋼條塊的堆焊合金件，它的硬度在HRC60左右，耐磨性能仍然達(dá)不到工業(yè)要求。此外還有釬焊硬質(zhì)合金塊鑄件，它的硬度可達(dá)到HRC70-90，但使用壽命不理想，成本高。

因此，需要一種新的耐磨件，它的硬度高，使用壽命長(zhǎng)，成本低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種金剛石鐵基金屬?gòu)?fù)合材料鑄件。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供上述金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用以下內(nèi)容：

一種金剛石鐵基金屬?gòu)?fù)合材料鑄件，該復(fù)合材料鑄件包括金剛石顆粒、和至少一種鐵基金屬，經(jīng)澆鑄制成；所述金剛石顆粒位于復(fù)合材料鑄件的至少部分表面部位和/或至少部分靠近表面部位。

本發(fā)明首次提出使用鐵基金屬澆鑄來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵基金屬和金剛石的結(jié)合制得金剛石鐵基金屬?gòu)?fù)合材料鑄件，工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

本發(fā)明提供一種優(yōu)選的復(fù)合材料。

一種金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件，該復(fù)合材料鑄件包括：金剛石顆粒、第一鐵基合金和第二鐵基合金，經(jīng)澆鑄制成；

所述金剛石顆粒位于復(fù)合材料鑄件的至少部分表面部位和/或至少部分靠近表面部位；

所述金剛石顆粒與第一鐵基合金接觸，但不與第二鐵基合金接觸；

所述第一鐵基合金與第二鐵基合金接觸；

其中，所述第一鐵基合金的碳當(dāng)量大于0.60％，所述第二鐵基合金的碳當(dāng)量小于0.60％。

進(jìn)一步地，所述金剛石顆粒的粒度大于150μm。可以理解，金剛石顆粒的粒度越大，成本會(huì)提高。優(yōu)選地，金剛石顆粒的粒度為150-2000μm。金剛石顆粒所占的比例無(wú)須限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要選擇。

進(jìn)一步地，所述第一鐵基合金的碳當(dāng)量不大于10％。

進(jìn)一步地，所述第二鐵基合金的碳當(dāng)量不小于0.02％。

本發(fā)明的金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件在其表面部位或靠近表面部位有一定量的金剛石，使得鑄件具有較高的強(qiáng)度和耐磨性；第一鐵基合金的碳當(dāng)量較高，具有較高的強(qiáng)度；第二鐵基合金的碳當(dāng)量較低，具有較好的韌性和耐沖擊性。本發(fā)明的金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件耐磨，可以滿足不同的機(jī)械性能要求。

本發(fā)明還提供上述金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件的制備方法，包括以下步驟：

1)在鑄型的至少部分表面部位和/或至少部分靠近表面部位放入金剛石顆粒；

2)澆鑄碳當(dāng)量小于0.60％的第二鐵基合金；

3)澆鑄碳當(dāng)量大于0.60％的第一鐵基合金，使得所述金剛石顆粒與第一鐵基合金接觸，所述第一鐵基合金與第二鐵基合金接觸，得到金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件。

本發(fā)明的方法十分簡(jiǎn)便，只需澆鑄兩次鐵基合金，即可得到成品鑄件，無(wú)需任何后處理步驟。

進(jìn)一步地，所述金剛石顆粒的粒度大于150μm。可以理解，金剛石顆粒的粒度越大，成本會(huì)提高。優(yōu)選地，金剛石顆粒的粒度為150-2000μm。金剛石顆粒所占的比例無(wú)須限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要選擇。

進(jìn)一步地，所述第一鐵基合金的碳當(dāng)量不大于10％。

進(jìn)一步地，所述第二鐵基合金的碳當(dāng)量不小于0.02％。

步驟2)和3)的澆鑄溫度滿足鐵基合金為熔融狀態(tài)即可，在此不做限定。

鐵基合金的具體成分無(wú)須限定，只需滿足碳含量在本發(fā)明所述的范圍即可。

本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，可使用現(xiàn)有的機(jī)器進(jìn)行制備，幾乎不會(huì)增加成本。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明首次提出使用金屬澆鑄來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬和金剛石的結(jié)合制得金剛石金屬?gòu)?fù)合材料鑄件，工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

2、本發(fā)明方法生產(chǎn)的金剛石雙鐵基合金復(fù)合材料鑄件，表面部位的硬度可達(dá)到或接近金剛石水平；與現(xiàn)有的釬焊硬質(zhì)合金塊鑄件相比，耐磨性能提高3倍以上。