[發明專利]一種抗磨性的耐熱鋼

有效

• 申請號: 202011124676.3
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112410719B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 謝楓;楊勝
• 申請（專利權）人: 安徽華飛機械鑄鍛有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/137;C23C4/02;C23C4/10;C23F3/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/52;C22C38/56
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 汪綱

本發明涉及鋼材性能研究技術領域，公開了一種抗磨性的耐熱鋼，采用等離子噴涂技術將增強顆粒材料噴涂至鋼材表面，得到厚度在30?35微米之間的涂層，在鋼材表面形成一層硬度高，耐高溫抗氧化的耐磨層，具有很高的強度和韌性等綜合力學性能，防止鋼材件整體發生脆斷，還能有效阻止腐蝕介質的侵蝕，該耐磨層能夠有效防止鋼材在高溫工作條件下磨損導致顆粒脫落，氧化，不會因為熱脹系數突變導致裂紋產生，成本低，壽命長，性能優于高鉻鑄鋼材料，并且避免了現有技術中采用高鉻鑄鋼在熱環境工作下的耐磨性降低引發黏連事故的問題。

技術領域

本發明屬于鋼材性能研究技術領域，具體涉及一種抗磨性的耐熱鋼。

背景技術

鋼鐵工業是國民經濟的基本支柱之一，作為重要的結構材料應用面十分廣泛，幾乎遍布所有工業。隨著現代化工業的發展，以及海洋資源的開發利用，船舶工業迎來了新的發展機遇。隨之對鋼鐵材料的需求也越來越迫切。

鋼材的耐磨性不僅是鋼材的固有性能，而是在一個磨損系統中表現出來的性能，一方面受到鋼材固有性能（如硬度、韌性、強度等的影響），又受到磨損工況的影響，尤其是溫度的影響。

在中國公開的專利申請CN106319383A中針對鑄鐵件耐磨性差的問題提出了一種韌性強、耐磨蝕性高的含氮高鉻耐磨鋼及其制備工藝，其通過增加鉻含量可以提高鋼材耐磨性。然而高鉻鑄鐵在高溫下硬度降低，加上氧化鉻、氧化鐵氧化膜不致密，難以抵抗較為強的磨料磨損，表面形成的微凸起以及高硬度氧化皮容易造成磨損溝槽。并且硬度降低極易引發黏連，導致粘鋼現象，摩擦力顯著提高，工作中易導致生產事故的發生。因此，對于提高鋼材在高溫下的耐磨性仍然具有很高的研究前景，對于減少經濟損失、減少資源浪費以及提高經濟效益等具有著非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種抗磨性的耐熱鋼。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種抗磨性的耐熱鋼，采用等離子噴涂技術將增強顆粒材料噴涂至鋼材表面，在鋼材表面形成一層硬度高，耐高溫抗氧化的耐磨層；

該增強顆粒材料按照質量百分比計由以下成分制成：碳化鎢占2.5-3.0%、氧化鋁占3-5%、氧化鈷占0.5-0.7%、氧化鍶占0.01-0.02%、氮化硅占1.75-1.90%、氧化釔占0.02-0.04%、剩余為碳化硅；將所述成分球磨至粒徑大小在0.08-0.10微米之間即可。

具體的，該抗磨性的耐熱鋼制備工藝包括以下步驟：

（1）將鋼材進行表面脫脂和拋光：鋼材使用丙酮擦拭后，浸入溫度為35-40℃的質量濃度為0.02-0.03%的碳酸鈉水溶液中，振蕩清洗3-5分鐘，在60-70℃的干燥箱中烘干后置于拋光液中，拋光溫度為40-50℃，拋光時間持續3-5分鐘；

（2）使用去離子水對拋光后的鋼材進行清洗2-3遍，然后將鋼材置于100-110℃的真空干燥箱中干燥40-50分鐘，采用等離子噴涂技術將增強顆粒材料噴涂至鋼材表面，得到厚度在30-35微米之間的涂層；

等離子噴涂中氮氣為噴涂主氣，流量為1.45-1.55立方米/小時，氫氣為噴涂輔氣，流量為1.10-1.15立方米/小時。

作為對上述方案的進一步描述，步驟（1）中所使用的拋光液按照質量百分比計由以下成分制成：超細磨料占2.0-2.5%、氧化劑占3.0-3.5%，表面活性劑占0.05-0.08%、PH調節劑占0.2-0.3%、余量為去離子水，調整至pH值為9.2-9.5后進行拋光。

進一步的，所述的超細磨料按照質量百分比計含有以下成分：氧化硅粉占15-20%、碳酸鋇粉末占20-25%、氧化鈣粉末占30-35%、剩余為氧化鎂粉末，超細磨料粒徑大小在10-30納米之間。