[發明專利]耐磨性涂料和提高金屬鑄件表面耐磨性的方法

在審

• 申請號: 201710079981.7
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106984768A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李長林
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22D27/18
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)11482
• 代理人: 宋寶庫,楊曉莉

技術領域

本發明涉及提高金屬表面耐磨性的技術，特別涉及一種耐磨性涂料和提高金屬鑄件表面耐磨性的方法。

背景技術

鑄件與日常生活有密切關系，尤其是在農業機械中的應用。農機具作業裝置在工作過程中常會與沙土直接接觸，沙土中常含有硬質顆粒的石塊和沙粒。農機具作業裝置在這樣的環境中服役，受到強烈的磨粒磨損，當土壤酸堿度較強時，對農機具作業裝置表面的腐蝕性也很嚴重，而且還會誘發腐蝕—磨損聯合作用，縮短農機具作業裝置的使用壽命。農機具作業裝置表面受到的沖刷、腐蝕、磨損、腐蝕作用以及磨損與腐蝕的相互作用，是一個復雜多變而且環境依賴性強的動態過程，因而對農機具作業裝置的性能要求高。

由于使用灰白口鑄鐵、不銹鋼等材料在這種復合磨損工況下難以滿足要求或者成本較高，因而通常采用提高農機具作業裝置的表面耐磨性的方法。目前，為了提高農機具作業裝置的表面耐磨性，通常是在農機具作業裝置鑄造成型后，再加一道合金熱處理工序進行強化，如利用化學熱處理方法(表面滲碳、表面滲氮等)對其進行二次強化。這樣一來導致了農機具制造工藝的復雜度，另外有些大型農機具對其進行二次強化工藝保證上不方便。此外，也有采用在農機具表面涂覆涂料的方式來提高農機具的表面耐磨性，然而受限于涂料的耐磨性能，導致該方式的效果不盡如人意。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了提高金屬鑄件表面的耐磨性以及簡化工藝，本發明提供了一種耐磨性涂料：該耐磨性涂料的各組分按照下列重量配比均勻混合而成：B₄C：65～75份；NaF：15～20份；SiC：8～10份；脫氧劑：2～3份。

在上述耐磨性涂料的優先實施方式中，該耐磨性涂料的各組分按照下列重量配比均勻混合而成：B₄C：70～75份；NaF：18～20份；SiC：8～10份；脫氧劑：2～3份。

在上述耐磨性涂料的優先實施方式中，該耐磨性涂料的各組分按照下列重量配比均勻混合而成：B₄C：68～72份；NaF：15～18份；SiC：8～9份；脫氧劑：2～3份。

在上述耐磨性涂料的優先實施方式中，該耐磨性涂料中，各組分的重量配比為：B₄C：70份；NaF：20份；SiC：8份；脫氧劑：2份。

在上述耐磨性涂料的優先實施方式中，該耐磨性涂料中，各組分的重量配比為：B₄C：71份；NaF：17份；SiC：8.5份；脫氧劑：2.5份。

在上述耐磨性涂料的優先實施方式中，所述脫氧劑為Ce(NO₃)₃·6H₂O。

另一方面，本發明還提供了一種提高金屬鑄件表面耐磨性的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：配制包含粘結劑和上述的耐磨性涂料的涂料溶液；將所述涂料溶液涂覆于用于形成所述金屬鑄件鑄模的型腔內壁；使澆鑄溫度保持在1450℃～1550℃之間，將所述金屬鑄件的基體金屬液澆鑄到鑄模的型腔內。

在上述方法的優選實施方式中，所述粘結劑的制備步驟包括：按照每2g聚乙烯醇與100ml水的比例進行混合，得到聚乙烯醇水溶液；將所述聚乙烯醇水溶液加熱至沸騰后，保溫30min，攪拌均勻，得到所述粘結劑。

在上述方法的優選實施方式中，配制包含粘結劑和上述耐磨性涂料的涂料溶液的步驟進一步包括：

按照每100g所述涂料與100ml的所述粘結劑的比例進行混合，攪拌均勻，得到所述涂料溶液。

在上述方法的優選實施方式中，所述的“將熔化后的基體金屬液澆鑄到鑄模的型腔內”的步驟之后形成的金屬鑄件用于農機具的作業機構。

通過本發明的技術方案，使得金屬鑄件的表面或特定部位(比如經常與土壤接觸的部位)形成硬質相合金化合物(強化層組織)，從而提高其表面耐磨性和耐腐蝕性。此外，本發明能夠在鑄造的同時，一次性完成其表面的合金強化過程，不僅簡化了工藝，而且使強化層相對基體材料的耐磨性約為2-3倍,相對基體材料耐酸腐蝕性約為5倍。

附圖說明

圖1是本發明的提高金屬鑄件表面耐磨性的方法流程圖；

圖2是使用本發明的方法得到的強化層組織(顯微鏡下觀察)的結構圖；

圖3是使用本發明的方法得到的強化層組織與基體材料的耐磨性的試驗結果對比圖；

圖4是使用本發明的方法得到的強化層組織與基體材料的耐腐蝕性的試驗結果對比圖。

具體實施方式