[發(fā)明專利]高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝、應用及制備得到的耐沖蝕管道

在審

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• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113333717A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 王娟;鄭開宏;羅鐵鋼;龍駿;陳恒;王海艷;董曉蓉
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院材料與加工研究所
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;B22F3/11;B22F5/10;B22F9/04;C22C30/00;F16L9/04;F16L57/02;F16L57/06
• 代理公司: 北京高航知識產(chǎn)權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

1.一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1.將陶瓷基增強顆粒原料和金屬基連接顆粒原料分別破碎后混勻，得到混合料；

S2.將混合料置入模具后，將模具在300-500Pa的氨氣氣氛或惰性氣體氣氛下，置于感應外場中進行壓力燒結，燒結壓力為160-200MPa，燒結時間為2-30min，得到預制體；

S3.將預制體置入鑄造型腔后，注入溫度為1540-1600℃的高鉻鑄鐵熔液，得到所述高鉻鑄鐵基復合材料。

2.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，所述預制體的體積2400cm³時，感應外場的頻率為10000-20000Hz；

所述預制體的體積為2400-5400cm³時，感應外場的頻率為5000-10000Hz；

所述預制體的體積為5400-9600cm³時，感應外場的頻率為1000-5000Hz；

所述預制體的體積為9600-15000cm³時，感應外場的頻率為500-1000Hz；

所述預制體的體積為15000-21600cm³時，感應外場的頻率500Hz。

3.如權利要求2所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，所述預制體的體積2400cm³時，燒結時間為2-5min；

所述預制體的體積為2400-5400cm³時，燒結時間為6-9min；

所述預制體的體積為5400-9600cm³時，燒結時間為10-13min；

所述預制體的體積為9600-15000cm³時，燒結時間為14-18min；

所述預制體的體積為15000-21600cm³時，燒結時間為19-25min。

4.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，陶瓷基增強顆粒原料包括W、Ti、Nb、Mo、Cr或V元素的碳化物或氮化物中的三種以上；

金屬基連接顆粒原料包括鐵粉或其合金粉中的至少一種。

5.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，按質量百分比，陶瓷基增強顆粒原料的組分包括15～20％的鎢粉、15～20％的鉬粉、15～20％的鈮粉、15～20％的鈦粉、2～5％的釩粉中的三種以上、5～15％的液態(tài)有機物。

6.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，金屬基連接顆粒原料為微米級原料，占混合料總量的35％-39％；

陶瓷基增強顆粒原料為納米級原料，占混合料總量的61％-65％。

7.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝，其特征在于，陶瓷基增強顆粒原料的粒徑范圍為100-250nm，金屬基連接顆粒原料的粒徑范圍為100-200um。

8.一種根據(jù)權利要求1-7任一項所述的制備工藝所制得的高鉻鑄鐵基復合材料的應用，其特征在于，所述高鉻鑄鐵基復合材料可應用于板錘、泵體、管道、輥套、磨盤、磨球和導料頭。

9.一種耐沖蝕管道，由權利要求1-7任一項所述的高鉻鑄鐵基復合材料的制備工藝制備得到，其特征在于，所述耐沖蝕管道包括管道主體(1)和預制體(2)，多個所述預制體(2)均勻環(huán)繞分布在所述管道主體(1)內；

各個所述預制體(2)之間的間隙為1-3mm，所述預制體(2)厚度為管道主體(1)厚度的30-40％，且所述預制體(2)距管道主體(1)內壁1-3mm。

10.如權利要求9所述的一種耐沖蝕管道，其特征在于，所述預制體(2)中的陶瓷基增強顆粒原料(21)呈三維網(wǎng)狀分布、并通過金屬基連接顆粒原料(22)連接，所述金屬基連接顆粒原料(22)分布在所述陶瓷基增強顆粒原料(21)間的空隙中；

所述金屬基連接顆粒原料(22)之間具有連通孔道，使得所述預制體(2)的孔隙率為35-39％，所述高鉻鑄鐵熔液填充在所述連通孔道內。