[其他]萊武氏相強化鐵基硬質合金

無效

• 申請號: 86107213
• 申請日: 1986-10-16
• 公開（公告）號: CN1004149B
• 公開（公告）日: 1989-05-10
• 發明（設計）人: 董亢原
• 申請（專利權）人: 甘肅省機械科學研究院
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 揚學久

本發明為萊武氏相強化鐵基硬質合金，適用于表面抗高溫（達６５０℃），高比壓（４００～８００公斤／厘米²）、耐磨損（粘著磨損為主）、耐腐蝕的場合，特別適用于要求很高的機械密封件。本發明是以Ｆｅ為基的，合有Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎ、Ｓ、Ｃ、Ｓ、Ｐ，粉末還含有Ｂ。合金資源豐富，價格低廉，鑄造、制粉、制造焊條工藝筒單，可以取代價格昂貴的鈷、鎳基硬質合金。

本發明系一種萊武氏相強化硬質合金，適用于表面抗高溫、高比壓、耐磨損、耐腐蝕的場合，特別適用于要求很高的機械密封件。

目前，已有美國AMAX材料研究中心于1985年4月在加拿大國際材料磨損年會上公開的金屬間化合物強化的硬質合金，見表1

這種合金是采用金屬間化合物強化的硬質合金，含C量極低（0.003%），熔煉工藝復雜，而且還含有價格昂貴的稀有元素Nb。

本發明的目的在于提出一種C含量適宜，熔煉工藝簡單（在普通中、高頻感應爐、用公知的熔煉方法就可獲得），資源豐富，價格低廉，抗高溫、高比壓、耐磨損（粘著磨損為主），耐腐蝕的鐵基硬質合金，以取代價格昂貴的鈷、鎳基硬質合金。

本發明是以Fe為基的，含有Mo、Ni、Cr、Si、C、S、P及B的硬質合金，其具體成分范圍如下：20～28%Mo、10～20%Ni、17～20%Cr、1.8～3.0Si、≤0.1%C、0%Nb、≤0.03%S、≤0.03%P、余為Fe，若為粉末還應含有0.5～2.0%B，其常溫硬度為HRC45～56，高溫硬度較高（當溫度700℃時，焊條HRC46.5，粉末噴焊層HRC33.3），其金相組織為：合金奧氏體基體+萊武氏相+它們的多元共晶體，加入20～28%Mo即可形成足量的萊武氏相，保證表面形成易剪滑、自愈性、自潤滑氧化膜，使合金有足夠的硬度，在高比壓條件下，抗粘著磨損。由于這種萊武氏相的高溫穩定性保證了較優良的高溫硬度穩定性，從而有較優良的高溫、高壓耐磨性，足量的Mo還提高合金電極電位，提高抗還原性酸、鹵素離子腐蝕和應力腐蝕抗力。加入17～20%Cr和10～20%Ni，保證形成穩定的高合金奧氏體基體，抗氧化性酸和還原性酸，固溶強化后保證基體有高的韌性、硬度和高溫強度，改善抗焊裂傾向和高溫高壓耐磨性。加入≤0.1%C，極易在普通高、中頻電爐中大氣下熔煉，少量的B可改善抗磨料磨損性能。

寬廣的成分變化范圍，便于熔煉，便于調整成分，以適應不同的用途，若以耐磨為主要目的，可提高Mo、Si、C、B含量;耐腐蝕為主要目的，可提高Cr、Ni、Mo、Si含量，降低C含量;硬度過高脆性過大時，可以提高含Ni量，降低Mo、C、Si、B含量，故合金的適應性強。

本發明具有抗高比壓（400～800公斤/厘米²）、抗高溫（達700℃）、抗磨損（粘著磨損為主）的特點，合金資源豐富，價格低廉，熔煉、制粉、制造焊條工藝簡單，可用來取代價格昂貴的鈷、鎳基合金。在核工程中應用，比鈷基合金更具優越性。

本發明可用于比壓達800公斤/厘米²左右，耐溫達700℃，或耐各種溫度及酸堿鹽環境下的泵、閥門、汽門密封件，既可以以整件鑄體的形式出現，也可以用普通氣焊或氬弧焊堆焊工件表面，或等離子噴粉噴焊工件表面的形式出現，機械加工可用耐磨性較高的硬質合金刀具或較軟的碳化矽砂輪加工。

實施例1

以28%Mo、約15%Ni、17%Cr、1.89%Si、0.087%C、余為Fe的成分配料，熔點1404℃，用150公斤中頻感應爐在嚴密復蓋，加強除氣的工藝條件下，熔煉80×80×30毫米³的長方形鑄錠，鑄錠經切除冒口外皮后，用高速砂輪切割成約5×5毫米²的方形截面焊條，采用氬弧焊工藝，對經過噴砂除銹，酒精清除油污的J61-320Dg20閥門閥辦表面堆焊，堆焊層厚度5毫米左右，焊層硬度HRC45～52。經過近兩年的運行，幾組閥門均已成功的代替了鈷基合金。氬弧焊工藝如下：用Q-7型焊機，氬氣流量4.5升/時，堆焊電源160～180安培，堆焊前必須用氬弧火焰將工件表面加熱至“發汗”狀態才能施焊。對小型工件，焊后無須進行消除應力處理。

實施例2