[發明專利]富TiN鐵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110509085.6
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113201696B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 鄧浩榮;趙建華;趙蕾;周理龍;甄崇禮
• 申請（專利權）人: 江陰市瑞華機械制造有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/60;C21D1/26;C22C33/04;C23C24/08
• 代理公司: 淄博啟智達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 任永哲

本發明屬于合金材料技術領域，具體涉及一種富TiN鐵合金及其制備方法。富TiN鐵合金是由鐵合金基體、TiN粉體顆粒和碳化鎢微球制成。本發明是在基體中加入質量分數在10?20％的TiN陶瓷粉體顆粒，再通過熔煉及相應的熱處理方法即可獲得具有高硬度、高耐磨的富TiN鐵合金，在退火時通過顆粒布灑器在表面均勻撒布光滑的碳化鎢微球，利用特殊的微納結構達到疏水的目的，并且減小物料與合金的接觸面積，從而降低合金表面的摩擦系數，提高合金板的防黏性能。

技術領域

本發明屬于合金材料技術領域，具體涉及一種富TiN鐵合金及其制備方法。

背景技術

鐵是地球上分布最廣、最常用的金屬之一，約占地殼質量的5.1％，冶煉制得的各種鐵合金被廣泛應用于各行各業。在現有技術中，高鉻鑄鐵具有較好耐磨性能，常用于對摩擦磨損性能要求較高的機械零部件上。

隨著現代科技的高速發展，冶金、礦山等行業機械對鐵合金的耐摩擦磨損性能提出了更加苛刻的要求。而現有高耐磨鑄鐵零部件在承受沖擊載荷的摩擦磨損環境中長期服役時容易出現表面層剝落現象，進而導致服役失效。據統計，我國機械行業每年由金屬材料摩擦磨損失效引發的經濟損失可達400億美元。在耐磨材料的應用場景中，由于物料黏粘導致工作效率降低的現象時有發生，因此，新型高耐磨防黏鐵合金是耐磨行業目前研究開發和應用的重點方向之一，對我國國民經濟的發展也有著重要的意義。在材料表面構建具有特殊的納微結構可有效減小材料表面的摩擦力。

中國專利CN 105665855A公開一種鋁合金不修飾的仿生超疏水、低粘附表面的制備方法，采用仿生學理念，提取具有超疏水特性的植物葉片表面幾何紋理與數學分布關系，不采用任何化學修飾，直接在鋁合金表面構筑多尺度的仿生幾何紋理，應用于鋁合金表面超疏水、低粘附制備技術中，實現植物葉片超疏水功能的工程仿生高效再現。此專利利用電火花微納米線切割法在鋁合金表面構建了具有仿生疏水結構的納微結構，但該法只適用于硬度低的金屬材料，對高硬度的鋼鐵合金不能適用，并且由于表面粗糙度提高，其摩擦系數可能會顯著增大。

高沙沙，平超凡，WC顆粒對高鉻鑄鐵基高頻感應堆焊層耐磨性的研究，材料開發與應用，2020，35(02)：57-61，公開一種添加WC顆粒的高鉻鑄鐵基堆焊層的制備方法，通過高頻感應加熱技術制備添加WC顆粒的高鉻鑄鐵基堆焊層，并對堆焊層的硬度、顯微組織、物相進行表征。該技術對材料表面并未進行處理，因此其防黏性能較差。

目前，亟需提供一種耐磨性能和防黏性能優異的富TiN鐵合金。

發明內容

本發明的目的是提供一種富TiN鐵合金，耐磨性能優異，疏水和防黏性能好；本發明同時提供了富TiN鐵合金的制備方法。

本發明所述的富TiN鐵合金是由鐵合金基體、TiN粉體顆粒和碳化鎢微球制成。

所述的鐵合金基體的組成成分如下，以質量百分比計：

所述的TiN粉體顆粒的純度≥99.5％，平均顆粒度為30-50納米。

所述的TiN粉體顆粒的質量為鐵合金基體質量的10-20％。

所述的碳化鎢微球的直徑為5-500μm。

所述的碳化鎢微球的質量為鐵合金基體質量的0.2-5％。

本發明所述的富TiN鐵合金的制備方法，包括如下步驟：

(1)鐵合金基體熔煉：鐵合金基體原料混合均勻后進行熔煉，澆注，冷卻，得到鐵合金基體鑄錠；

(2)鐵合金基體成分的均勻化處理：將步驟(1)得到的鐵合金基體鑄錠進行均勻化退火，保溫后隨爐冷卻至室溫，獲得成分均勻的鐵合金基體；