一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料及其制备方法，所述的材料包括如下原料制成：铝粉、Ce

A high boron alloy material resistant to corrosion and wear of liquid zinc and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料及其制备方法
本专利技术属于腐蚀磨损
，具体涉及一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料及其制备方法。
技术介绍
高温腐蚀磨损是一种极其严酷的磨损工况，对材料性能要求很高，既要有良好的抗磨料磨损能力，还要有良好的抗腐蚀能力，传统材料很难满足要求。为了提高强度合金的制备方法，中国专利技术专利CN1451773A公开了一种耐高温耐磨损高强度合金的制备方法，合金的成分为C0.05～0.08，Cr18.0～20.0，Mo4.5～5.5，Al1.2～1.5，Ti2.5～3.1，Fe8.0～10.0，Ce≤0.025，B≤0.005，Si≤0.4，Mn≤0.4，S≤0.01，P≤0.012，Ni余量，采用真空感应熔炼技术，加料顺序为：在坩埚中从下至上依次装入部分小块Ni+全部Cr、全部W、全部Mo、全部Fe+部分C+剩余小块Ni+长规格Ni，剩余C、全部Al、全部Ti在合金化期加入，全部CrB、全部Ce在合金化后期加入；精炼温度：1580±10℃；浇注温度：1450±10℃。用该专利技术方法制备出的合金在性能上可以达到甚至超过原仿制合金的技术指标。中国专利技术专利CN103964744A还公开了一种用于大型工矿企业易磨损设备的耐高温耐磨损的防护材料，由下列成分组成，按重量份数计，碳化硅、氧化铝微粉、陶瓷微粉、碳纤维、三氧化二铬、锆莫来石、白刚玉微粉、珍珠岩、玻璃丝、氢氧化钙、氧化锌微粉、氧氯化锆、助剂，粘剂及溶剂，该专利技术通过上述成分之间的协同作用，在升温过程中，材料强度显著提高，改进了材料的热稳定性和抗侵蚀性；该材料利用材料在高温下进行增链、材料转化反应制成的，比传统的耐磨材料耐温性能高出60％，能抵抗持续1000摄氏度的工作温度下长时间工作，具有极好的抗腐蚀性能，在高温环境下可抵御大小颗粒磨蚀物质引起的磨损。但是，用于热镀锌的沉没辊轴套，长期在锌液的高温腐蚀环境下及锌渣的磨粒磨损复合工况下工作，工作环境非常苛刻，为了提高沉没辊轴套的抗锌液腐蚀磨损能力，中国专利技术专利CN110106503A公开了一种耐熔融锌液腐蚀与磨损的涂层及其制备方法。该涂层是以二氧化硅为主要网络形成剂的搪瓷涂层，含析出的自润滑晶体氟化钙，具有耐锌液腐蚀、耐磨，与基体结合力强等特点。涂层中硅氧网络与锌液的润湿性差，不发生化学反应，保证涂层的高耐蚀性。同时，涂层中析出的氟化钙晶体能减小涂层磨损过程中受到的摩擦力，提高涂层使用寿命。通过烧结工艺优化，控制界面反应，提高涂层与合金基体的界面结合力。中国专利技术专利CN108220804A还公开了抗锌液腐蚀磨损的铬铝合金化Fe-B合金及其制造方法，采用电炉熔炼，先将废钢、铬铁、钼铁、增碳剂混合加热熔化成钢水，将炉内钢水的化学组成及其质量分数控制在18.53-19.28％Cr,2.26-2.41％Mo,0.59-0.66％C,<0.65％Si,<0.48％Mn,<0.04％P,<0.03％S,余量Fe，并将钢水温度升至1603-1619℃，依次加入纯铝和硼铁，并在金属熔液浇注过程中，随金属熔液流浇入(Ti,Nb)C颗粒，最后浇入铸型，获得的铬铝合金化Fe-B合金具有良好的抗锌液腐蚀磨损能力。中国专利技术专利CN104630640A公开了一种抗锌液腐蚀磨损整体材料及其制备方法，该材料具有网状Fe2B抗蚀相与铁素体基体组成的双相组织，铁素体基体分布在网状Fe2B抗蚀相的网状结构中，其成分按质量百分数为：0.2～0.25％的C、3～3.5％的B、0.6～0.8％的Cr、0.6～0.8％的Si、0～0.035％的S、0～0.035％的P、余量为Fe。制备时先将废钢、铬铁和纯铁混合加热熔化成钢水，再将硼铁和钢水混合融化得到钢液，最后将钢液浇入砂型中进行整体铸造即得到该材料。该专利技术生产工艺简便，制得的抗锌液腐蚀磨损整体材料硬度高，具有优良的使用效果，其在锌液中的耐锌液腐蚀磨损性能为316L不锈钢的15～26倍，具有良好的应用前景。中国专利技术专利CN101215671A还公开了一种抗锌液腐蚀磨损材料及其制造方法，该抗锌液腐蚀磨损材料化学成分是(重量％)：0.6-0.8C、4.0-7.0B、4.0-6.0Cr/4.0-7.0Mo、2.0-5.0W、0.3-0.6Si、0.3-0.6Mn，S＜0.05、P＜0.05，余量为Fe，本专利技术抗锌液腐蚀磨损材料利用电炉熔炼，采用铸造方法成型，铸件经退火后进行粗加工，经980-1020℃淬火和520-580℃回火后，进行精加工。本专利技术抗锌液腐蚀磨损材料常温硬度高，达到60-65HRC，在500℃时的硬度也达到56-58HRC。抗弯强度达到了900-1100MPa。但是，上述抗锌液腐蚀磨损的普通合金材料普遍存在耐蚀性差的不足，高硼合金尽管具有优异的抗锌液腐蚀磨损能力，但是高硼合金中易生成网状的Fe2B相，脆性极大，导致高硼合金使用过程中易发生开裂和剥落。鉴于以上原因，特提出本专利技术。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的以上问题，本专利技术提供了一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料及其制备方法，本专利技术采用激光熔覆方法在金属基体表面熔覆Cr2B增强Ni-Cr-Al多元合金，从而大幅度提高材料抗锌液腐蚀磨损能力，本专利技术的方法可获得表面无裂纹、夹杂和气孔以及表面平整光洁的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金。本专利技术的第一目的，提供了一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，所述的材料包括如下原料制成：铝粉、Ce2O3粉、TiN粉、Cr2B粉、镍粉和铬粉。进一步的，按照质量百分比，所述的材料包括如下原料制成：铝粉8-9％、Ce2O3粉5-6％、TiN粉15-17％、Cr2B粉28-30％、镍粉15-16％和铬粉25-27％。本专利技术中各原料采用上述的质量百分比，可以确保最后获得的高硼合金材料具有优异的抗锌液腐蚀磨损能力。进一步的，所述的铝粉的粒径为60-80目，Ce2O3粉粒径为120-150目，TiN粉的粒径为120-150目，Cr2B粉的粒径为60-80目，镍粉的粒径为180-200目，铬粉的粒径为180-200目。进一步的，所述的铝粉的粒径为70目，Ce2O3粉粒径为135目，TiN粉的粒径为135目，Cr2B粉的粒径为70目，镍粉的粒径为190目，铬粉的粒径为190目。本专利技术人经过大量的试验发现各原料的粒径采用上述范围下，制备的高硼合金材料显微组织细小，合金的强韧性好。Cr2B粉尺寸过于细小，抗锌液腐蚀能力下降，尺寸过于粗大，激光熔覆同步送粉时，粉料流动性能差。本专利技术中的合金材料中加入抗锌液腐蚀性能优异的Cr2B，为了提高熔覆层的强度，加入了金属镍，为了提高高温性能，还加入了铬和铝，为了进一步提高耐磨性，还加入了TiN，为了使涂层表面无裂纹、夹杂和气孔以及表面平整光洁，还加入了Ce2O3，本专利技术通过各原料之间的协同作用，增加了合金材料的抗锌液腐蚀的性能。进一步的，所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料的硬度大于1150HV。本专利技术的第二目的，还提供了一种所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料的制备方法，包括如下步骤：(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，所述的材料包括如下原料制成：铝粉、Ce

【技术特征摘要】
1.一种抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，所述的材料包括如下原料制成：铝粉、Ce2O3粉、TiN粉、Cr2B粉、镍粉和铬粉。


2.根据权利要求1所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，按照质量百分比，所述的材料包括如下原料制成：铝粉8-9％、Ce2O3粉5-6％、TiN粉15-17％、Cr2B粉28-30％、镍粉15-16％和铬粉25-27％。


3.根据权利要求1或2所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，所述的铝粉的粒径为60-80目，Ce2O3粉粒径为120-150目，TiN粉的粒径为120-150目，Cr2B粉的粒径为60-80目，镍粉的粒径为180-200目，铬粉的粒径为180-200目。


4.根据权利要求1或2所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，所述的铝粉的粒径为70目，Ce2O3粉粒径为135目，TiN粉的粒径为135目，Cr2B粉的粒径为70目，镍粉的粒径为190目，铬粉的粒径为190目。


5.根据权利要求1或2所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金材料，其特征在于，所述的抗锌液腐蚀磨损的高硼合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：林英华，张维林，张葵，林振衡，陈庆堂，符寒光，雷永平，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建;35