双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备技术

本发明专利技术涉及一种双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备。该制备方法包括：(a)提供材料A，材料A包括：隔离材料、第一金属材料和第二金属材料；第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料；隔离材料的熔点低于第二金属材料，第二金属材料的熔点低于第一金属材料；熔融状态下：隔离材料的密度小于第二金属材料的密度；(b)将材料A升温至保温温度下保温，然后冷却得到所述双金属复合材料，其中，保温温度高于第二金属材料的熔点，且低于第一金属材料的熔点。该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料，制备条件简单，对环境中氧含量和压力的要求低，制备成本较低，适合工业化大批量生产。

Bimetal composite material and its preparation method and application, wear-resistant accessories, mining equipment

The invention relates to a bimetal composite material, a preparation method and application thereof, a wear-resistant accessory and a mining equipment. The preparation method comprises the following steps: (a) providing material a, material a includes: isolation material, first metal material and second metal material; the first metal material is far away from one side of the second metal material to form a high temperature resistant coating; the melting point of the isolation material is lower than the second metal material, and the melting point of the second metal material is lower than the first metal material; in the melting state: the density of the isolation material is lower than the second metal material The density of the metal material; (b) the bimetal composite material is obtained by heating the material a to the holding temperature and then cooling, wherein the holding temperature is higher than the melting point of the second metal material and lower than the melting point of the first metal material. This method can produce bimetal composite materials without using vacuum furnace. The preparation conditions are simple, the requirements of oxygen content and pressure in the environment are low, and the preparation cost is low. It is suitable for industrial mass production.

【技术实现步骤摘要】
双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备
本专利技术涉及复合材料的制备领域，具体而言，涉及一种双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备。
技术介绍
双金属复合材料是运用复合成型的方法使两种具有不同物理、化学乃至力学性能的金属材料在界面产生冶金结合制备而成的层状复合材料。该种复合方法在界面的两侧保持了原有的组分，而在界面处产生了过渡层的冶金结合，从而使得该种复合材料具有两种材料的“复合效应”。双金属复合材料具有良好的韧性、耐冲击性、耐磨性、较高的强度和良好的焊接性能，能够保证包括该材料的部件的使用寿命和降低经济损失。目前双金属复合材料的生产多利用真空炉进行制备，以隔绝空气，避免金属材料在高温下氧化导致复合材料的性能变差，该制备方法条件较为苛刻，造价较高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种双金属复合材料的制备方法，该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料，制备条件简单，对环境中氧含量和压力的要求低，制备成本较低，适合工业化大批量生产。本专利技术的第二目的在于提供一种采用上述制备方法制备得到的双金属复合材料。本专利技术的第三目的在于提供一种上述双金属复合材料在耐磨配件或采矿设备中的应用。本专利技术的第四目的在于提供一种耐磨配件或采矿设备。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种双金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：(a)提供材料A，所述材料A包括：隔离材料、第一金属材料和第二金属材料；所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间；所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料；所述隔离材料的熔点低于第二金属材料，第二金属材料的熔点低于第一金属材料；熔融状态下：隔离材料的密度小于第二金属材料的密度；(b)将材料A升温至保温温度下保温，然后冷却得到所述双金属复合材料，其中，保温温度高于第二金属材料的熔点，且低于第一金属材料的熔点。作为进一步优选的技术方案，第二金属材料的熔点为1100-1200℃。作为进一步优选的技术方案，升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃。作为进一步优选的技术方案，第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高100-300℃。作为进一步优选的技术方案，每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间为10-15min。作为进一步优选的技术方案，所述第一金属材料包括至少一个开放的腔体；优选地，所述第一金属材料包括低碳钢或合金钢；优选地，所述第二金属材料包括高铬白口铸铁；优选地，所述耐高温涂料包括无机耐高温涂料，优选包括硅酸盐耐高温涂料和/或锆英粉耐高温涂料；优选地，所述隔离材料包括无机非金属材料；优选地，所述隔离材料包括玻璃。作为进一步优选的技术方案，在升温之前还包括将材料A设置于密封罩内的步骤，所述密封罩内还设置有耗氧材料；优选地，密封罩的材质包括耐高温金属材料、耐高温陶瓷、耐高温石墨或耐高温粘土，耐高温陶瓷优选包括碳化硅陶瓷；优选地，耗氧材料包括碳材料，优选包括石墨、木炭、活性炭或炭黑中的至少一种。第二方面，本专利技术提供了一种采用上述制备方法制备得到的双金属复合材料。第三方面，本专利技术提供了一种上述双金属复合材料在耐磨配件中的应用；或，上述双金属复合材料在采矿设备中的应用。第四方面，本专利技术提供了一种耐磨配件，包括上述双金属复合材料；或，一种采矿设备，包括上述双金属复合材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的双金属复合材料的制备方法工艺简单可控，升温时，第一金属材料远于第二金属材料的一侧由于有耐高温涂料的保护，使得其不易被氧化；升温过程中，隔离材料先熔融，然后第二金属材料熔融，由于在熔融状态下，隔离材料的密度小于第二金属材料的密度，因而熔融的隔离材料覆盖在熔融的第二金属材料表面，有效隔离了氧气，使熔融的第二金属材料和第一金属材料的另一侧均无法接触到氧气，避免了高温氧化；并且，由于隔离材料的熔点低于第二金属材料的熔点且第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间，因此隔离材料熔融后始终覆盖在熔融的第二金属材料表面，因此熔融的隔离材料不会与熔融的第二金属材料相互混合和反应，保证复合材料中不会掺入其他有害成分；另外，熔融的第二金属材料经保温逐步扩散到未熔融的第一金属材料中，冷却后第一金属材料和第二金属材料完全融合在一起，形成双金属复合材料。该方法采用耐高温涂料和隔离材料对第一金属材料和第二金属材料进行保护，有效隔离了氧气，避免了复合材料在制备时被氧化，因而该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料，制备条件简单，对环境中氧含量和压力的要求低，制备成本较低，适合工业化大批量生产；并且，该方法工艺可靠，制得的双金属复合材料质量稳定可靠，可根据需要选择合适的第一金属材料和第二金属材料制备出耐磨性能和抗冲击性能好的复合材料。附图说明图1为第二金属材料熔融前的结构示意图；图2为第二金属材料熔融后的结构示意图。图标：1-第一金属材料；2-第二金属材料。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。根据本专利技术的一个方面，在至少一个实施例中提供了一种双金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：(a)提供材料A，所述材料A包括：隔离材料、第一金属材料和第二金属材料；所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间；所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料；所述隔离材料的熔点低于第二金属材料，第二金属材料的熔点低于第一金属材料；熔融状态下：隔离材料的密度小于第二金属材料的密度；(b)将材料A升温至保温温度下保温，然后冷却得到所述双金属复合材料，其中，保温温度高于第二金属材料的熔点，且低于第一金属材料的熔点。上述双金属复合材料的制备方法工艺简单可控，升温时，第一金属材料远于第二金属材料的一侧由于有耐高温涂料的保护，使得其不易被氧化；升温过程中，隔离材料先熔融，然后第二金属材料熔融，由于在熔融状态下，隔离材料的密度小于第二金属材料的密度，因而熔融的隔离材料覆盖在熔融的第二金属材料表面，有效隔离了氧气，使熔融的第二金属材料和第一金属材料的另一侧均无法接触到氧气，避免了高温氧化；并且，由于隔离材料的熔点低于第二金属材料的熔点且第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间，因此隔离材料熔融后始终覆盖在熔融的第二金属材料表面，因此熔融的隔离材料不会与熔融的第二金属材料相互混合和反应，保证复合材料中不会掺入其他有害成分；另外，熔融的第二金属材料经保温逐步扩散到未熔融的第一金属材料中，冷却后第一金属材料和第二金属材料完全融合在一起，形成双金属复合材料。该方法采用耐高温涂料和隔离材料对第一金属材料和第二金属材料进行保护，有效隔离了氧气，避免了复合材料在制备时被氧化，因而该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料，制备条件简单，对环境中氧含量和压力的要求低，制备成本较低，适合工业化大批量生产；并且，该方法工艺可靠，制得的双金属复合材料质量稳定可靠，可根据需要选择合适的第一金属材料和第二金属材料制备出耐磨性能和抗冲击性能好的复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)提供材料A，所述材料A包括：隔离材料、第一金属材料和第二金属材料；所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间；所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料；所述隔离材料的熔点低于第二金属材料，第二金属材料的熔点低于第一金属材料；熔融状态下：隔离材料的密度小于第二金属材料的密度；(b)将材料A升温至保温温度下保温，然后冷却得到所述双金属复合材料，其中，保温温度高于第二金属材料的熔点，且低于第一金属材料的熔点。

【技术特征摘要】
1.一种双金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)提供材料A，所述材料A包括：隔离材料、第一金属材料和第二金属材料；所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间；所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料；所述隔离材料的熔点低于第二金属材料，第二金属材料的熔点低于第一金属材料；熔融状态下：隔离材料的密度小于第二金属材料的密度；(b)将材料A升温至保温温度下保温，然后冷却得到所述双金属复合材料，其中，保温温度高于第二金属材料的熔点，且低于第一金属材料的熔点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二金属材料的熔点为1100-1200℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高100-300℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间为10-15min。6.根据权利要求1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淑华，王庆强，麻雪扬，
申请(专利权)人：东营市泰达石油装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37