[發明專利]表面復合陶瓷鐵基材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110085616.3
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112958774B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 符寒光;李壽海;邢振國;邢萬里;常連波;林健;李國棟;宗斌;白華斌
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22C3/00;B22C9/00;C22C27/06;C22C30/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

表面復合陶瓷鐵基材料及其制備方法，屬于表面處理技術領域。將質量分數10?12％的鈦鐵粉、8.0?9.5％的釩鐵粉、5?6％的金屬鎳粉、23?25％的碳素鉻鐵粉、1.0?1.2％金屬錫粉、8?10％的B₄C粉、35?38％的WC粉末、1.3?1.5％的干鋸末和2.5?2.8％的酚醛樹脂攪拌均勻，獲得多元涂覆材料，涂覆在在鑄型表面，涂覆厚度1.5?6.5mm，涂覆位置對應于鑄件的工作部位，鋼水經澆注、凝固和空冷后，得到表面復合陶瓷鐵基材料，具有硬度高和耐磨性好等特點。

技術領域

本發明公開了陶瓷鐵基材料及其制備方法，特別涉及表面復合陶瓷鐵基材料及其制備方法，屬于表面處理技術領域。

背景技術

陶瓷材料具有高熔點、高硬度、高耐磨、耐氧化等優點，已廣泛應用于耐磨蝕、耐腐蝕和抗高溫等領域。特別是Al₂O₃陶瓷顆粒，硬度高，高溫穩定性好，來源廣泛，價格低廉，是應用十分廣泛的陶瓷材料。但是陶瓷材料由于脆性大，直接用于制造受力的耐磨、耐熱部件，使用中極易開裂，嚴重影響生產設備的正常運行。為了降低Al₂O₃陶瓷脆性，在Al₂O₃中加入純ZrO₂粒子，形成ZrO₂增韌氧化鋁陶瓷時，當添加含量適當時，可使韌性顯著提高。主要原因是ZrO₂的加入使氧化鋁晶粒基體細化，高溫下氧化鋯發生相變韌化。但是，單純采用ZrO₂增韌氧化鋁陶瓷的斷裂韌性，也只能達到6MPa.m^1/2左右，仍無法用于制造較大的抗磨耐熱部件。

鋼鐵材料具有原料來源廣泛，生產工藝簡便，強度高，韌性好等特點，在耐磨耐熱領域獲得廣泛應用。但是，普通鋼鐵材料硬度較低，耐磨性較差，為了提高鋼鐵材料的耐磨性能，中國發明專利CN 109385500A公開了一種電鏟用多合金耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，所述鑄鋼按照質量百分比由以下組分組成：C1.0-2.0wt％，Si0.8-1.2wt％，Ti0.3-0.4wt％，Cr12.0-20.0wt％，Mn0.5-2.0wt％，Ni1.0-2.0wt％，Mo0.2-1.0wt％，Co0.1-0.3wt％，V0.5-1.0wt％，W0.1-0.3wt％，Y0.2-0.3wt％，Sn0.1-0.2wt％，P0.06-0.10wt％，S0.02-0.06wt％，余量為Fe和雜質。中國發明專利CN 107502815A還公開了一種高強度耐磨損多元合金材料及制備方法；包括金屬與非金屬合成，按照質量分數百分比為：碳(C)：2.8﹪-3.6﹪；鉻(Cr)：30﹪-33﹪；鎳(Ni)：8﹪-10﹪；鉬(Mo)：3.0﹪-5.0﹪；錳(Mn)：1.8﹪-2.5﹪；硅(Si)：0.1﹪-3.0﹪；鎢(W)：3.0﹪-4.5﹪；釩(V)：0.3﹪-0.5﹪；銅(Cu)：2.5﹪-3.5﹪；鈮(Nb)：0.5﹪-1.0﹪；錸(Re)：0.2﹪；余量為鐵(Fe)、鈦(Ti)及其他元素。中國發明專利CN 103938106A還公開了一種鉻鎳銅釩鈮氮高溫耐熱耐磨鑄鋼，其化學成分(重量％)為：C0.3～2.0％，Si1.36～2.50％，Mn0.83～2.50％，Cr20.0～46.0％，Ni7.0～50.0％，Cu0.05～1.50％，V0.05～5.20％，Nb0.04～2.50％，N0.05～0.50％，RE0.05～0.50％，P≤0.06％，S≤0.04％，Fe余量，用該耐熱耐磨鑄鋼制造的發電鍋爐燃燒器噴口抗熱裂性能好，具有高的紅硬性和高溫耐磨性，抗煤粉沖刷，使用壽命長。但是，上述鋼鐵材料中需要加入大量價格昂貴的合金元素，導致鋼鐵材料生產成本急劇升高。