[發明專利]一種表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法

有效

• 申請號: 201811620521.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109513905B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李燁飛;李聰;鄭巧玲;高義民;李博;劉志偉;趙四勇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;廣西長城機械股份有限公司
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;B22F1/02;B22F3/11;C23C14/35;C23C14/18;C23C18/32;C23C18/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，對ZTA顆粒進行活化處理，然后采用直流磁控濺射法在ZTA顆粒表面鍍覆金屬鉻，采用直流磁控濺射法在ZTA表面鍍覆金屬鉻的過程中，對基體不預加熱，沉積室初始真空度為(2.0～3.0)×10^-2Pa，選擇純度99.99％的氬氣為工作保護氣體，在工作室內顆粒以反復旋轉下落的形式穿過沉積區，水平旋轉速度為80～120m/min，垂直下落速度為3～6m/s，ZTA顆微粒表面獲得厚度均勻的鉻膜；然后進行敏化和活化處理，采用化學鍍對ZTA顆粒進行表面改性，將ZTA顆粒放入丙酮中浸泡10～30min，隨后酸洗，接著依次使用超聲波和去離子水清洗，超聲波清洗時間為5～15min，采用電熱恒溫鼓風干燥箱將清洗后的ZTA顆粒烘干完成活化處理，放入SnCl₂溶液進行敏化處理，用PdCl₂溶液進行活化處理，然后放入NaH₂PO₂溶液中去除表面Pd元素，無水乙醇清洗后的ZTA顆粒置于鍍液中施鍍1～10h，施鍍溫度為50～70℃，使ZTA顆粒表現出核殼結構，將鍍覆Cr-Ni層的ZTA顆粒和Ni粉、Al粉和Cr粉末填入石墨模具，真空燒結獲得具有蜂窩狀結構的預制體；采用鑄滲法澆注金屬液，冷卻后得到具有釘扎作用的增強鋼鐵基復合耐磨件。

2.根據權利要求1所述的表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，鍍覆處理工藝如下：

正離子加速電壓200～280V，濺射電流10～15A，濺射功率3300～4000W，基體溫度約為100℃，工作氣壓(1.0～3.0)×10^-1Pa，鍍覆時間為0.5～10h。

3.根據權利要求2所述的表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，鍍覆完成后，在200～300℃退火處理1～5h用于消除鉻膜破裂的應力。

4.根據權利要求1所述的表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，SnCl₂溶液的濃度為5～15g/L，處理時間為10～15min；PdCl₂溶液的濃度為0.3～0.6g/L，NaH₂PO₂溶液的濃度為5～15g/L，鍍層厚度為2～13μm。

5.根據權利要求1所述的表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，將Ni粉、Al粉和Cr粉按1：1：1的質量比混合均勻，以8～12℃/min的恒定升溫速率加熱至1300～1450℃燒結，保溫1～5h后隨爐冷卻，得到ZTA顆粒呈蜂窩狀結構的預制體。

6.根據權利要求1所述的表面處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復合耐磨件的制備方法，其特征在于，金屬液采用鉻鎳低合金鑄鐵、合金鋼、高錳鋼或高鉻鑄鐵，澆注溫度為1350～1550℃。