[發明專利]一種鉻基合金耐熱滑塊及制備方法

有效

• 申請號: 201810101070.4
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN110129646B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉勇
• 申請（專利權）人: 北京科大京都高新技術有限公司
• 主分類號: C22C27/06
• 分類號: C22C27/06;B22F1/00;B22F3/04;B22F3/10
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 張小娟

本發明涉及一種鉻基合金耐熱滑塊及制備方法，屬于粉末冶金高溫材料技術領域。本發明的鉻基合金化學成分(wt％)為：Fe 11.0～20.0％、Si 0.5～2.0％、Mo 3.1～5.0％、C≤0.05％，余量為Cr。本發明以鉻粉、低碳鉻鐵粉、硅鐵粉、鉬粉為原料，經球磨混料、冷等靜壓成型、真空燒結近凈成形制備鉻基合金耐熱滑塊。本發明鉻基合金具有優異的高溫強度和抗氧化性能，耐熱滑塊制造技術節能環保，在其它高溫環境使用的部件也可推廣應用。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，屬于高溫合金材料的范疇，特別提供了一種高溫鋼坯接觸的鉻基合金耐熱滑塊及制備方法。

技術背景

軋鋼加熱爐有推鋼爐和步進爐兩種，以前加熱爐內的水梁都是采用水冷，水梁上再焊接耐熱墊塊，鋼坯在耐熱墊塊上加熱。目前水梁都是采用汽化冷卻，提高熱效率，并且提高了鋼坯的加熱質量，同時爐內墊塊的上表面的溫度大大提高了，導致墊塊被壓潰變形，高度下降等現象。熱工專業的技術人員通過實驗發現鋼坯加熱時出現的黑印與墊塊的高度和安裝方式有關，采用非焊接安裝方式，當墊塊高度達到180mm以上時，黑印溫差只有5℃左右，而墊塊高度在100mm左右時，鋼坯的黑印溫差達到80-100℃，軋鋼工藝要求的黑印溫差在20℃以下。

目前國內外冶金企業加熱爐高溫段墊塊一般選用Co40或Co50，由于Co40或Co50的熔點為1380℃-1420℃，Co40或Co50在1200℃時最大使用強度只有1GPa/mm²，遠遠不能滿足冶金行業的要求。

中國發明專利CN 1151297C公布了一種鉻基高溫合金，使用溫度最高可達到1350℃。但對于該專利合金50～80％的高Cr含量以及高含量難熔金屬元素W(10.1～18.0％)、Mo(≤3.0％)來說，采用感應熔煉方式制造時，合金熱裂傾向嚴重，尤其對于垂直高度大于200mm時制造難度更是大大增加，同時生產制造成本較高，不符合國家節能環保的發展要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用溫度1350℃以上的鉻基合金耐熱滑塊及節能環保型制造技術，適用于大尺寸(垂直高度可大于200mm)耐熱滑塊的制造。

本發明所采用的技術方案是：以鉻粉、低碳鉻鐵粉、硅鐵粉、鉬粉為原料，與成形劑球磨混合均勻后，經真空干燥，采用冷等靜壓成型方法制作滑塊生坯，在真空脫脂燒結爐中脫除成形劑，并實現致密化，從而獲得高性能鉻基合金耐熱滑塊。

一種鉻基合金耐熱滑塊，鉻基合金化學成分(wt％)為：Fe 11.0～20.0％、Si 0.5～2.0％、Mo 3.1～5.0％、C≤0.05％，余量為Cr。

一種鉻基合金耐熱滑塊的制備方法，包括以下工藝步驟：

(1)球磨混料：按照合金名義成分將鉻粉、低碳鉻鐵粉、硅鐵粉、鉬粉與成形劑球磨混合均勻，球料比為1∶1～5∶1，球磨時間為5～24h，球磨介質為無水酒精、丙酮、正己烷、乙醚中的一種或幾種；

(2)真空干燥：將制取的混合粉末置于80～150℃真空烘干機中干燥4～12h；

(3)冷等靜壓成型：根據耐熱滑塊尺寸設計膠質包套，將干燥的混合粉末封裝包套，在壓力為100～400MPa、保壓時間為30s～10min條件下進行冷等靜壓成型；

(4)真空燒結：將成型后的耐熱滑塊生坯在真空脫脂燒結爐中脫除成形劑，并燒結致密化，極限真空度為10^-1～10^-3Pa，燒結溫度為1350～1600℃，保溫時間為1～5h。

優選的是，所述步驟(1)中成形劑為微粉蠟、酚醛樹脂、聚乙烯醇水溶液、橡膠汽油溶液中的一種或幾種，成形劑添加量為混合粉末總質量的2～5％。。

采用以上技術方案，本發明的有益效果在于：