[其他]硬質耐磨鐵合金

無效

• 申請號: 86102537
• 申請日: 1986-10-27
• 公開（公告）號: CN86102537B
• 公開（公告）日: 1987-10-14
• 發明（設計）人: 唐千根;王為正
• 申請（專利權）人: 上海永新機械工藝咨詢服務公司
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06
• 代理公司: 上海市機電工業管理局專利事務室
• 代理人: 夏永興,黃瑞文

本發明是一種鐵合金，是一種具有高硬度和高耐磨性能的鐵合金材料，它的使用又涉及雙金屬材料的固態-液態、復合技術。這種鐵合金適用于制作泥漿泵缸套內襯，塑料擠壓機、注射機的料筒內襯以及石油化工用的分解還原設備和混合設備的內襯，這種材料還具有很好的抗硫磺所引起的腐蝕性能，特別適用油井和石油加工設備。

目前，為滿足對機械工程器件的耐磨、耐腐蝕性能要求，在器件的工作表面襯復性能優良的合金材料已是廣泛采用的一種技術，襯復材料不同，性能也就不同，就鐵合金而言，成分不同，制備方法不同，其性能和功效也就不一樣。如美國專利US2046913的一種含0.2-6%鎳，2-4%碳，0.2-0.5%硼的鐵合金，就是一種耐磨鐵合金的實例，但其抗腐蝕性能就不如本發明的鐵合金優良。此外，本發明鐵合金不含我國缺少的鎳成分，本發明把這種鐵合金用固態-液態復合技術，與基體材料復合過程中所形成過渡層，具有一定的硬度和韌性，可避免與基體金屬分離、剝落的現象發生。

本發明的目的是為上述器件提供一種耐磨耐腐蝕的鐵合金材料，其熔煉制備和與基體材料結合的方法，并給出了質量檢查的金相組織照片。

現對本發明的內容及實施方法，結合金相照片加以說明。

圖1是這種鐵合金材料在重熔復合到基體材料以前的原始金相組織照片。圖2是這種鐵合金作為一種內襯材料，與基體材料在經過重熔復合以后的金相組織照片，圖3是圖2的放大4倍照片。本發明的鐵合金材料的化學成分按重量百分比為：碳2.5-3，錳0.5-1.3，硅0.3-1.3，磷小于0.05，硫小于0.05，鉻25.0-30.0，鉬2.0-2.5，釩0.4-1.0，硼3.0-4.0，鐵總量為100的余量，磷和硫都屬于雜質，其含量越小越好。這一化學成分組成的鐵合金，其硬度為洛氏硬度HRC60-70，高于一般工具鋼的硬度。

這種鐵合金之所以能有如此高的硬度和耐磨抗腐蝕性能，是因為含有足夠量的鉻-硼化物-碳化物，使合金元素在重熔和復合過程中由于燒損和擴散所造成的損失，能夠得到一定的補充，從圖2和圖3中可以看到這種襯里合金復合層與基體材料的交界處，由于金屬的擴散，形成一個由貝氏體組成的擴散過渡層，至于襯里合金層的金相組織，則主要是層片狀的馬氏體或貝氏體和硼化物、碳化物等。

上述重熔復合界面附近由貝氏體組成的擴散過渡層，由于同時具有一定的硬度和韌性，所以襯里合金層剝落的可能性便可以完全避免或減至最少限度。襯里合金層的金相組織因為是馬氏體-碳化物-硼化物組織，（若工件尺寸大，冷卻速度低，就有部分貝氏體），所以同時具有一定的硬度和韌性。

這種鐵合金主要用于各種需要具有高硬度和高耐磨性能的工件，它既可以復合于管壁的內表面，又可復合于圓筒狀工件的外表面。采用這種鐵合金作為管狀工件內表面復合層的工藝是：先將一定量的粒狀或塊狀鐵合金，放入管狀工件內部，再將管件兩端用鐵板焊接封住，然后將工件進行中頻感應加熱，加熱至1300℃左右，使管件內鐵合金完全熔化，即把工件放到離心機上使之旋轉，待工件冷卻到850℃后，停止旋轉，使其緩慢冷卻，最后將兩端封蓋切除，對內外圓表面進行精加工。

下面為鐵合金的制造方法以及用這種鐵合金作為管狀工件內壁襯里的復合工藝的實施例。將含有理想成分的鋼料與一定量的鉻、硼、鉬和釩等混合，然后加熱到1600℃左右，使之溶化，并取樣分析，當其達到如下按重量百分比的化學成分，碳2.70，錳0.91，硅1.03，磷0.025，硫0.009，鉻26.45，鉬2.25，釩0.70，硼3.40，其余為鐵，即將該鐵合金澆注成錠，測其硬度為洛氏硬度HRC64-67。圖1至圖3的金相照片分別是上述鐵合金錠的金相組織以及采用這種鐵合金經重熔和離心復合以后的金相組織，這些照片是將試樣經苦味酸、鹽酸溶液浸蝕后拍攝的，圖1和圖2放大倍數為150倍，圖3為600倍。將一定量的鐵合金放入需要復合內壁襯里的管狀工件內，再將管子兩端封閉，然后進行中頻感應加熱，約25分鐘后，將工件取出，使之在925轉/分轉速下旋轉，達到兩種金屬的離心復合的目的，當工件冷到850℃左右，即停止旋轉，并將工件緩慢冷卻，約經16-24小時，這樣可以使鐵合金復合層處于壓應力狀態，最后將端蓋切除，測得鐵合金復合層的硬度為洛氏硬度HRC61-63。經離心澆注復合后，合金層和基體金屬的金相組織如圖2和圖3所示，從圖2中可以看到在合金層和基體材料的交界處存在一段組織為貝氏體的擴散層，其余部分則為馬氏體-碳化物-硼化物組成的層片狀組織，從圖3中則可看到，除了層片狀組織外，還存在一定量的馬氏體團。最后將管狀工件，切下環形薄片，經壓扁試驗沒有發現復合層剝落或其它缺陷。