[發明專利]一種耐磨鐵基表面復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710873655.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107723626A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 惲玉新;林茂蘭
• 申請（專利權）人: 常州西夏墅東方工具有限公司
• 主分類號: C22C47/08
• 分類號: C22C47/08;C22C49/08;C22C49/14;C22C101/14
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明涉及抗磨材料制備技術領域，具體涉及一種耐磨鐵基表面復合材料的制備方法。

背景技術

高鉻鑄鐵具有很高的硬度和一定的韌性，在礦山、冶金、建材和化工等行業中得到廣泛應用。然而，高鉻鑄鐵在磨煤機襯板等產品上應用時還存在磨損速度快、更換周期短等問題。開發高耐磨鐵基表面復合材料是彌補上述不足的重要途徑之一。鐵基表面復合材料，通常采用表面鑄滲復合技術，在普通碳鋼、灰鑄鐵或球墨鑄鐵件表面生成3～10mm厚的復合材料耐磨層，在保持整個鑄件成分和組織不變的條件下，在需要特殊耐磨的部位或局部表面生成一定厚度的特別耐磨的復合層。這樣，鑄件不僅保持了較高的強度和韌性，而且能滿足特殊的耐磨要求，其耐磨性遠超高鉻鑄鐵。在鐵基表面復合材料中，要求鐵基材料與陶瓷界面牢固結合，這就要求鐵水或鋼水與陶瓷之間是完全潤濕的，而鐵水一般與陶瓷的潤濕性差，因此目前常用的無壓/負壓浸滲方法不能適用于制備陶瓷/鐵基復合材料。

因此，發明一種具有磨損速度慢，耐磨性好的新型鐵基表面負荷材料對抗磨材料制備技術領域具有積極的意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前傳統的鐵基表面材料耐磨性差，而耐磨性陶瓷添加料和鐵水之間潤濕性差，導致無法有效提高耐磨性能的缺陷，提供了一種耐磨鐵基表面復合材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種耐磨鐵基表面復合材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）稱取甘蔗切成小段并壓榨，過濾去除濾渣得到濾液，將得到的濾液旋蒸濃縮，得到濃縮液；

（2）將硅酸鈉粉末和上述濃縮液混合并攪拌后，得到混合液，用濃硫酸調節混合液pH至5.0～5.5，繼續攪拌反應，得到凝膠狀產物；

（3）將上述凝膠狀產物放入烘箱，干燥，得到干燥凝膠，再將干燥凝膠放入管式電阻爐中，在氬氣保護下加熱升溫，保溫處理后，再升溫，繼續保溫處理，冷卻后轉入馬弗爐中，煅燒，出料后用氫氟酸浸泡，取出，得到自制碳化硅晶須；

（4）將上述自制碳化硅晶須用多巴胺溶液浸泡，得到預處理碳化硅晶須，將預處理碳化硅晶須和氯化鐵溶液混合，超聲振蕩處理，過濾得到振蕩濾渣；

（5）將上述振蕩濾渣和葡萄糖、硼氫化鈉以及水混合后用微波分散儀分散處理，處理結束后過濾，分離得到分散濾渣；

（6）將硅酸鈉溶液和鹽酸混合，攪拌反應，反應結束后轉入真空濃縮罐中，減壓濃縮得到濃縮產物；

（7）按重量份數計，稱取60～70份鐵粉、20～25份分散濾渣和5～10份上述濃縮產物依次裝入混料機中混料20～30min，得到坯料，將坯料倒入熔煉爐中，加熱升溫至1500～1600℃，得到熔融物，將熔融物澆注在模具中，待其自然冷卻固化后脫模，即得耐磨鐵基表面復合材料。

步驟（1）中所述的旋蒸濃縮的溫度為70～80℃，旋蒸濃縮的時間為20～30min。

步驟（2）中所述的硅酸鈉粉末和濃縮液的質量比為1:10，濃硫酸的質量分數為90%。

步驟（3）中所述的加熱升溫的溫度為900～1000℃，保溫處理時間為30～40min，再升溫的溫度為1300～1400℃，繼續保溫處理時間為3～5h，煅燒溫度為700～800℃，煅燒時間為3～5h，氫氟酸的質量分數為10%，浸泡時間為20～24h。

步驟（4）中所述的多巴胺溶液的質量濃度為3g/L，浸泡時間為2～4h，超聲振蕩處理的頻率為30～40kHz，超聲振蕩處理的時間為30～40min。

步驟（5）中所述的振蕩濾渣和葡萄糖、硼氫化鈉以及水的質量比為10:5:1:50，微波分散功率為200～300W，微波分散時間為5～8h。

步驟（6）中所述的硅酸鈉溶液和鹽酸的質量比為10:1，硅酸鈉溶液的質量分數為30%，鹽酸的濃度為1mol/L，減壓濃縮的壓力為1000～1200Pa，減壓濃縮的時間為30～40min。

本發明的有益效果是：