[發(fā)明專利]一種耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe3

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910906602.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN110819874A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皇志富;秦朝風(fēng);李克敏;趙中帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C33/02
• 分類號(hào): C22C33/02;C22C38/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe3AlB3塊體及其制備方法，將硼粉、鋁粉和還原鐵粉按14.0～14.5wt.％B、11.5～12.2wt.％Al、余量為鐵混合進(jìn)行配料，然后進(jìn)行球磨，球磨后的混合漿料經(jīng)干燥后過篩；將過篩后的混合物料裝入模具，經(jīng)兩步真空燒結(jié)后爐冷，冷卻到一定溫度后時(shí)效處理獲得耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe₃AlB₃塊體。本發(fā)明原料價(jià)格低廉，制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，所獲得的Fe₃AlB₃塊體材料具有良好的耐酸液腐蝕性能，同時(shí)具有較強(qiáng)的耐磨性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬耐腐蝕材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe₃AlB₃塊體及其制備方法。

背景技術(shù)

磨損失效、疲勞斷裂、腐蝕失效和蠕變變形是材料幾種常見的失效方式。對(duì) 1378項(xiàng)失效件所進(jìn)行的分類結(jié)果顯示：疲勞破壞、摩擦磨損和腐蝕等失效方式占零部件失效方式的70％以上。近年來，伴隨著國家大力發(fā)展能源、化工等行業(yè)，機(jī)械設(shè)備工作的環(huán)境越來越復(fù)雜，零部件不再是單因素失效，而是多種失效方式并存，因此對(duì)于工程材料提出了更高的要求。以鹽酸為腐蝕介質(zhì)的工況在工程實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)，而且往往對(duì)于零部件的耐磨性也存在很高的要求而大多數(shù)合金和金屬在酸性環(huán)境中會(huì)因腐蝕和磨損而快速失效，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

添加硼元素是提高合金硬度和耐磨性的有效方式，在摩擦磨損領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，但是隨著B元素含量過高，耐酸液腐蝕能力有所欠缺。而鋁在常溫下容易生成致密的氧化鋁膜，具有很強(qiáng)的耐酸液腐蝕能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe₃AlB₃塊體及其制備方法，制備的Fe₃AlB₃塊體材料具有良好的耐鹽酸腐蝕、耐磨損性能。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe₃AlB₃塊體的制備方法，包括以下步驟：

S1、將硼粉、鋁粉和還原鐵粉混合進(jìn)行配料，然后進(jìn)行球磨；

S2、將球磨后的混合漿料干燥后進(jìn)行過篩制粒，將過篩后的混合粉料裝入模具；

S3、將模具經(jīng)兩步真空燒結(jié)，隨爐冷卻后取出，在大氣環(huán)境下時(shí)效處理，獲得耐酸液腐蝕且耐磨損的Fe₃AlB₃塊體。

具體的，步驟S1中，將硼粉、鋁粉和還原鐵粉按14.0～14.5wt.％B、 11.5～12.2wt.％Al、余量為鐵，稱重配料。

具體的，步驟S1中，球磨處理的球料比為(6～10):1，轉(zhuǎn)速為200～300r/min，球磨時(shí)間為30～40h。

進(jìn)一步的，球磨處理中，加入粉末總質(zhì)量10～15％的無水乙醇作為過程控制劑，抽真空并通入氬氣反復(fù)進(jìn)行三至五次，每次抽真空的真空度<10^-1Pa。

具體的，步驟S2中，經(jīng)過230～325目進(jìn)行過篩制粒。

具體的，步驟S3中，兩步燒結(jié)具體為：

控制真空度≤10^-1Pa；升溫速度為5～10℃/秒；燒結(jié)壓力為30～40MPa；采用 5～10℃/s的升溫速率升溫到900～950℃后保溫10～20min；然后以3～6℃/s的升溫速率升溫至1100～1300℃，保溫20～30min，燒結(jié)完畢后隨燒結(jié)爐冷卻。

具體的，步驟S3中，燒結(jié)塊體在冷卻至200～250℃時(shí)取出進(jìn)行時(shí)效處理。