一种防腐蚀高韧性耐磨铸段制造技术

本发明专利技术公开了一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，其制备步骤包括：熔炼，检测，浇注，热处理，预处理，喷涂涂层；其基质合金液包括：C，Si，Cr，Ca，Mn，Mo，V，Zr，Al，B，Mg，Ti，Cu，S，P，余量为铁和不可避免的杂质；由此制备得到的防腐蚀高韧性耐磨铸段可在多种环境下使用，具有良好的耐腐蚀和耐磨性，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm2，满足实际使用过程中对铸段的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸段
，尤其涉及一种防腐蚀高韧性耐磨铸段。
技术介绍
随着工业的发展，磨机的应用也趋于广泛，铸段是磨机设备研磨物料介质，通过磨机铸段之间、铸段与物料之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。现有技术中常见的合金铸段，以高于锻造铸段的耐磨性能广泛应用于建材、矿山、电力等行业。工业用铸段长期工作于200-300℃的冲击物料磨损环境中，研磨体冲击频率高，磨损严重。而低铬、低锰、中碳铸造磨段韧性高，导热性好，但由于硬度较低，磨损性能较差，消耗大。若采用高铬铸段，虽然可以提高铸段的硬度，但由于在选矿业的磨机是水磨，除了会产生化学腐蚀，在研磨当中，由于铸段含铬量较高，内部出现电位差，产生电，在水的媒介导电条件下出现电化学腐蚀，使用效果也不理想，因此，矿山磨机用铸段的改造是本领域亟待解决的一个问题。现存的铸段在耐磨性、硬度、韧性以及耐腐蚀方面性能欠佳，不能满足现在社会的要求。有鉴于上述铸段存在的缺陷，因此，要求铸段既要有高的耐磨性、硬度和好的韧性，还要求铸段的耐腐性要良好，这就对铸段的成分和表面处理工艺提出了更高等级的要求。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，可在多种环境下使用，具有良好的耐腐蚀和耐磨性，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm2，满足实际使用过程中对铸段的要求。本专利技术提出的一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，按照如下步骤制得：S1、熔炼：将生铁、废钢加入到高频感应熔炼炉中，并加热至1500-1560℃，保温20-45min后加入铬铁合金、紫铜、硅钙合金、锰铁和钼铁，待完全熔化后加入硼铁和钒铁，升温至1560-1600℃，保温10-20min后加入镁锭、铝锭、锆锭和钛锭，各原料完全熔化后扒渣，得到基质合金液；S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.3-1.6％，Si：0.9-1.3％，Cr：0.1-0.5％，Ca：0.5-1.2％，Mn：2.0-3.5％，Mo：0.6-0.8％，V：0.02-0.04％，Zr：0.02-0.04％，Al：1.2-2.3％，B：0.003-0.03％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Cu：0.2-0.4％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.04％，余量为铁和不可避免的杂质；S3、浇注：将基质合金液冷却至1350-1400℃后浇入表面涂覆有纳米涂料的模腔中，待熔液完全凝固后开模，炉冷至室温得到铸段坯体A，其中纳米涂料在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；S4、热处理：将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为5-8L/min，在10-15min内将电炉温度升温至960-1000℃，保温30-40min，在2-3min内升温至1050-1150℃，保温12-15min，在6-8min内升温至1200-1300℃，保温16-18min，取出后加入260-320℃的盐浴中，保温20-35min，取出后加热至400-480℃，保温20-35min，空冷至室温，得到铸段坯体B；S5、预处理：将铸段坯体B在室温下浸水5-10min，取出干燥后浸入乙醇中，在55-65℃下超声振动15-20min，取出干燥后浸入丙酮中，在30-40℃下超声振动10-15min，取出置于真空室中进行干燥，用喷砂机对表面进行处理得到铸段坯体C，铸段坯体C的粗糙度为4-6μm；S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在铸段坯体C的表面喷涂一层厚度为105-109μm的纯镍结合层后，再采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述纯镍结合层外继续喷涂一层厚度为70-80um的涂层，得到所述防腐蚀高韧性耐磨铸段；其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚四氟乙烯粉10-40份、二硫化钼5-10份、碳化硅10-20份、纳米二氧化硅5-10份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。优选地，在S2中，检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.4％，Si：1.1％，Cr：0.3％，Ca：0.8％，Mn：2.8％，Mo：0.7％，V：0.03％，Zr：0.03％，Al：1.7％，B：0.01％，Mg：0.9％，Ti：1.2％，Cu：0.3％，S：0.02％，P：0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。优选地，在S3中，所述纳米涂料按重量份包括：炭化钛1-2份、炭化钨3-5份、镍包三氧化二铝1-2份、氮化硼2-4份、锆英粉5-8份、铝矾土粉6-10份、无水乙醇2-8份。优选地，制备所述纳米涂料的工艺包括：将炭化钛、炭化钨、镍包三氧化二铝、氮化硼、锆英粉、铝矾土粉混合后研磨至粒径≤100nm，加入无水乙醇混匀后得到所述纳米涂料。优选地，在S4中，将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为6L/min，在13min内将电炉温度升温至980℃，保温35min，在2.5min内升温至1100℃，保温13min，在7min内升温至1250℃，保温17min，取出后加入300℃的盐浴中，保温28min，取出后加热至440℃，保温27min，空冷至室温，得到铸段坯体B。优选地，所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾52-58％和硝酸钠42-48％。优选地，在S6中，制备所述有机硅改性环氧树脂乳液包括：按重量份将100份环氧树脂溶解在100-200份乙酸丁酯中，升温至100-120℃，搅拌下依次加入20-30份甲基三乙氧基硅烷、10-20份二甲基二乙氧基硅烷、3-8份去离子水及5-19份二月桂酸二丁基锡，保温反应4-5h后，出料，过滤，得到所述有机硅改性环氧树脂乳液。优选地，在S6中，聚四氟乙烯粉、二硫化钼、碳化硅、纳米二氧化硅的重量配比为：3:1:2:1。优选地，在S6中，制备所述涂料的工艺包括：将二硫化钼、碳化硅混合后研磨至粒径为1-3um，加入纳米二氧化硅、硅烷偶联剂，以无水乙醇作为溶剂混匀后，在30-40℃下超声辐射3-5min，减压蒸馏除去无水乙醇后烘干，加入到有机硅改性环氧树脂乳液中混匀，再加入聚四氟乙烯粉、三氧化二锑分散20-30min，加入二乙烯三胺搅拌均匀，得到所述涂料。其中，在由铁矿石生产各种铁或铁合金时，由于铁矿中往往伴生有磷、硫等金属或非金属矿，导致最终的铁或铁合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，按照如下步骤制得：S1、熔炼：将生铁、废钢加入到高频感应熔炼炉中，并加热至1500‑1560℃，保温20‑45min后加入铬铁合金、紫铜、硅钙合金、锰铁和钼铁，待完全熔化后加入硼铁和钒铁，升温至1560‑1600℃，保温10‑20min后加入镁锭、铝锭、锆锭和钛锭，各原料完全熔化后扒渣，得到基质合金液；S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.3‑1.6％，Si：0.9‑1.3％，Cr：0.1‑0.5％，Ca：0.5‑1.2％，Mn：2.0‑3.5％，Mo：0.6‑0.8％，V：0.02‑0.04％，Zr：0.02‑0.04％，Al：1.2‑2.3％，B：0.003‑0.03％，Mg：0.7‑1.2％，Ti：1.1‑1.4％，Cu：0.2‑0.4％，S：0.01‑0.04％，P：0.02‑0.04％，余量为铁和不可避免的杂质；S3、浇注：将基质合金液冷却至1350‑1400℃后浇入表面涂覆有纳米涂料的模腔中，待熔液完全凝固后开模，炉冷至室温得到铸段坯体A，其中纳米涂料在模腔表面的涂覆厚度为30‑60μm；S4、热处理：将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为5‑8L/min，在10‑15min内将电炉温度升温至960‑1000℃，保温30‑40min，在2‑3min内升温至1050‑1150℃，保温12‑15min，在6‑8min内升温至1200‑1300℃，保温16‑18min，取出后加入260‑320℃的盐浴中，保温20‑35min，取出后加热至400‑480℃，保温20‑35min，空冷至室温，得到铸段坯体B；S5、预处理：将铸段坯体B在室温下浸水5‑10min，取出干燥后浸入乙醇中，在55‑65℃下超声振动15‑20min，取出干燥后浸入丙酮中，在30‑40℃下超声振动10‑15min，取出置于真空室中进行干燥，用喷砂机对表面进行处理得到铸段坯体C，铸段坯体C的粗糙度为4‑6μm；S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在铸段坯体C的表面喷涂一层厚度为105‑109μm的纯镍结合层后，再采用气动式普通喷涂机，在温度为20‑25℃条件下吸入涂料，加压至7.5‑30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述纯镍结合层外继续喷涂一层厚度为70‑80um的涂层，得到所述防腐蚀高韧性耐磨铸段；其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚四氟乙烯粉10‑40份、二硫化钼5‑10份、碳化硅10‑20份、纳米二氧化硅5‑10份、硅烷偶联剂1‑5份、三氧化二锑1‑3份、二乙烯三胺5‑10份。...

【技术特征摘要】
1.一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，按照如下步骤制得：
S1、熔炼：将生铁、废钢加入到高频感应熔炼炉中，并加热至1500-1560℃，
保温20-45min后加入铬铁合金、紫铜、硅钙合金、锰铁和钼铁，待完全熔化后
加入硼铁和钒铁，升温至1560-1600℃，保温10-20min后加入镁锭、铝锭、锆
锭和钛锭，各原料完全熔化后扒渣，得到基质合金液；
S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：
1.3-1.6％，Si：0.9-1.3％，Cr：0.1-0.5％，Ca：0.5-1.2％，Mn：2.0-3.5％，Mo：
0.6-0.8％，V：0.02-0.04％，Zr：0.02-0.04％，Al：1.2-2.3％，B：0.003-0.03％，
Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Cu：0.2-0.4％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.04％，
余量为铁和不可避免的杂质；
S3、浇注：将基质合金液冷却至1350-1400℃后浇入表面涂覆有纳米涂料的
模腔中，待熔液完全凝固后开模，炉冷至室温得到铸段坯体A，其中纳米涂料
在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；
S4、热处理：将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含
量小于5％，氩气流速为5-8L/min，在10-15min内将电炉温度升温至960-1000℃，
保温30-40min，在2-3min内升温至1050-1150℃，保温12-15min，在6-8min
内升温至1200-1300℃，保温16-18min，取出后加入260-320℃的盐浴中，保温
20-35min，取出后加热至400-480℃，保温20-35min，空冷至室温，得到铸段坯
体B；
S5、预处理：将铸段坯体B在室温下浸水5-10min，取出干燥后浸入乙醇
中，在55-65℃下超声振动15-20min，取出干燥后浸入丙酮中，在30-40℃下
超声振动10-15min，取出置于真空室中进行干燥，用喷砂机对表面进行处理得
到铸段坯体C，铸段坯体C的粗糙度为4-6μm；
S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在铸段坯体C的表面喷涂一层厚度为
105-109μm的纯镍结合层后，再采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条
件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述纯镍
结合层外继续喷涂一层厚度为70-80um的涂层，得到所述防腐蚀高韧性耐磨铸
段；其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚
四氟乙烯粉10-40份、二硫化钼5-10份、碳化硅10-20份、纳米二氧化硅5-10
份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。
2.根据权利要求1所述防腐蚀高韧性耐磨铸段，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊夏鸣，
申请(专利权)人：宁国市南方耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34