[發明專利]一種硬金屬材料

在審

• 申請號: 201610977542.3
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106626600A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 易大偉
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B15/18;B32B7/10;B32B33/00;B32B37/15;B32B37/10;B32B37/06
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技術領域

本發明涉及金屬復合材料技術領域，尤其涉及一種硬金屬材料。

背景技術

在制造用于采礦和礦物加工業應用中的部件時利用耐磨金屬合金，諸如高鉻白口鐵。例如，在將開采的礦石從礦廠位置運輸到礦物加工廠的自卸卡車的底座上形成硬面合金。在另一實例中，耐磨合金鑄件用于形成將懸浮于水中的礦石顆粒漿輸送經過礦石加工廠的浮選回路中的加工階段。

對上述每個實例中的耐磨合金的斷裂韌性和耐腐蝕性的要求是不同的，而因此，所述耐磨合金組成是不同的。

現有技術中合金通過多種高熔點的碳化物或高熔點合金制成高硬度合金，并且，合金的延展性難以保證。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，本發明提出了一種硬金屬材料。

本發明提出的一種硬金屬材料，其為碳化鎢合金；

還包括設置在外表面的上鐵基合金層，下鐵基合金層；所述的鐵基合金層包括高鉻白鐵、奧氏體錳鋼、超耐熱合金、不銹鋼和硬面堆焊；

還包括設置在上鐵合金層與硬質合金層之間的碳化金屬層，所述的碳化金屬層與硬質合金層高溫熔融，貼合；其中，所述的碳化金屬層為碳化鈮和碳化鈦各具有約2500的維氏硬度；

還包括設置在上鐵基合金層與碳化金屬層之間的第一輕質金屬材料層，及設置在下鐵基合金層與硬質合金層之間的第二輕質金屬材料層；輕質金屬材料層為鋁鎂合金。

兩個鐵基合金層的厚度為2-3mm，輕質金屬材料層的厚度為0.5-0.8mm，硬質金屬層為2.5-3.5mm，碳化層的厚度為1-2mm。

進一步地，制作過程為：

步驟1、將硬質合金與碳化金屬按照上述金屬層厚度的重量混合置于3400℃-3600的高溫下的適當氣體氣氛中，高溫熔融1-2h；反應氣體成分易于與元素形成反應產物，其中的金屬元素可以存在于合金成分中；

步驟2、將鋁鎂合金高溫加熱至1000-1100℃，將加熱的鋁鎂合金置于上述步驟1中形成的混合物的外表，保持溫度1000-1100℃，時間30-40分鐘；

步驟3，分別將鐵基合金粉末置于上述步驟2中的鋁鎂合金表面，250-300MPa高壓擠壓，鐵基合金與鋁鎂合金完全融合，升溫至1200-1400℃，保溫1-2h；280-300MPa高壓擠壓。

技術相比本發明中有益效果：本發明一種硬金屬材料，采用低熔點的鋁鎂合金置于高熔點的碳化鎢合金、鐵基合金層之間，起到粘結劑的作用，無論是奧氏體還是碳化鎢合金均通過與鋁鎂合金的結合，整體硬度高于奧氏體鋼，也高于碳化鎢合金。

本發明的硬質合金硬度比單一合金的硬度均高，并且，由于本發明融合了鎂鋁合金，還具有散熱性較好、抗壓性較強和超高的硬度等特點。

附圖說明

圖1為本發明提出的雙金屬復合材料的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發明的任何限制。

本發明實施例包括硬質金屬層3，其為碳化鎢合金；

還包括設置在外表面的上鐵基合金層1，下鐵基合金層4；所述的鐵基合金層包括高鉻白鐵、奧氏體錳鋼、超耐熱合金、不銹鋼和硬面堆焊；

還包括設置在上鐵合金層1與硬質合金層3之間的碳化金屬層2，所述的碳化金屬層2與硬質合金層3高溫熔融，貼合；其中，所述的碳化金屬層2為碳化鈮和碳化鈦各具有約2500的維氏硬(HV)，其超過碳化鉻硬度約1000HV。因此，具有含10-40wt％碳化鈮顆粒和/或碳化鈮/鈦顆粒的微結構的硬金屬材料具有優良的耐磨性。

還包括設置在上鐵基合金層1與碳化金屬層2之間的第一輕質金屬材料層12，及設置在下鐵基合金層4與硬質合金層3之間的第二輕質金屬材料層34；在本實施例中，輕質金屬材料層為鋁鎂合金。

在本發明實施例中，兩個鐵基合金層的厚度為2-3mm，輕質金屬材料層的厚度為0.5-0.8mm，硬質金屬層為2.5-3.5mm，碳化層的厚度為1-2mm。

本發明實施例在制作上述硬質金屬材料時，采用的基本過程為：

步驟1、將硬質合金與碳化金屬按照上述金屬層厚度的重量混合置于3400℃-3600的高溫下的適當氣體氣氛中，高溫熔融1-2h；反應氣體成分易于與元素形成反應產物，其中的金屬元素可以存在于合金成分中；

步驟2、將鋁鎂合金高溫加熱至1000-1100℃，將加熱的鋁鎂合金置于上述步驟1中形成的混合物的外表，保持溫度1000-1100℃，時間30-40分鐘；