一种铁基高碳耐磨材料及其制备方法技术

技术编号：40172742 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-26 23:42

本发明专利技术公开了一种铁基高碳耐磨材料及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。本发明专利技术由如下重量份的原料组成：铁基高碳Cr‑C‑Nb硬质合金55～65份、秸秆粉10～12份、壳聚糖10～14份、陶瓷细棒3～5份。本发明专利技术中复合添加强碳化物形成元素Mn和Si以及Cr，用激光熔覆制备得到了具有原位合成特征。本发明专利技术原位合成的碳化物颗粒具有Cr‑C‑Nb的晶格结构，同时固溶了大量的Cr或Nb元素。环块磨损实验结果表明，激光熔覆制备的原位合成复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层具有优异的耐磨性。本发明专利技术中硬度为92HRC～94HRC，磨损量为0.01％～0.03％，具有极佳的耐磨性，硬度高。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐磨材料，具体涉及一种铁基高碳耐磨材料及其制备方法。

技术介绍

1、铁基炭材料是一种新型的复合材料，由铁基和炭基两部分组成。它具有高强度、高硬度、高耐磨性、高温稳定性等优良性能，被广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域。铁基炭材料的制备方法主要有两种：一种是化学气相沉积法，另一种是热压法。化学气相沉积法是将铁基和炭基材料分别放置在反应室中，通过化学反应生成铁基炭材料。热压法则是将铁基和炭基材料混合后，在高温高压下进行热压成型。铁基炭材料的优点不仅在于其优良的性能，还在于其可持续性。铁基炭材料可以通过回收废旧材料进行再利用，减少了资源的浪费。同时，铁基炭材料的制备过程中不会产生有害物质，对环境没有污染。

2、经现有文献检索发现，中国专利公开号cn102310183b，公开日2012年11月28日的专利申请公开了一种高耐磨铁基复合材料及其制备方法，包括如下步骤：1)选用大尺寸电熔锆刚玉颗粒；2)将上述电熔锆刚玉颗粒制得锆刚玉颗粒陶瓷块，冷却待用；3)将上述所得的锆刚玉颗粒陶瓷块放置在树脂砂型型腔的顶部进行铸渗工艺，开箱取件；4)将上述所得的锆刚玉颗粒增强铁基复合材料进行热处理。虽然该专利申请生产成本低，生产效率高，但是不具有原位合成特征，无法合成复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种具有原位合成特征，合成复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层的铁基高碳耐磨材料及其制备方法。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：

3、一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于由如下重量份的原料组成：铁基高碳cr-c-nb硬质合金55～65份、秸秆粉10～12份、壳聚糖10～14份、陶瓷细棒3～5份。

4、根据以上特征，所述合金包括如下重量分数的原料：c6～8wt％、mn0.6～1wt％、si2～4wt％、cr＞30wt％、nb8.5～11.5wt％。

5、在一些示例中，所述合金包括如下重量分数的原料：c7wt％、mn0.8wt％、si3wt％、cr＞38wt％、nb10wt％。

6、根据以上特征，所述的一种铁基高碳耐磨材料，由如下重量份的原料组成：铁基高碳cr-c-nb硬质合金60份、秸秆粉11份、壳聚糖12份、陶瓷细棒4份。

7、在一些示例中，所述的一种铁基高碳耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：

8、1)选择高纯度的铁粉为基础材料，与碳粉和硅粉进行混合，通过机械球磨混合，并加入无水乙醇混合均匀，利用qm-1sp球磨机进行湿混，球料质量比为8～10:1；

9、2)以激光为热源，将秸秆粉、壳聚糖和陶瓷细棒进行粉碎处理，在氩气保护下加热升温循环热处理，然后将锰粉、cr以及nb混合熔覆在42crmo钢基体上，得到铁基高碳耐磨材料。

10、根据以上特征，所述步骤1)中湿混过程中的转速为220～240r/min，转速时间为18～20h。

11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

12、1)本专利技术中复合添加强碳化物形成元素mn和si以及cr，用激光熔覆制备得到了具有原位合成特征。

13、2)本专利技术原位合成的碳化物颗粒具有cr-c-nb的晶格结构，同时固溶了大量的cr或nb元素。环块磨损实验结果表明，激光熔覆制备的原位合成复合碳化物颗粒增强铁基复合涂层具有优异的耐磨性。

14、3)本专利技术中硬度为92hrc～94hrc，磨损量为0.01％～0.03％，具有极佳的耐磨性，硬度高。

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【技术保护点】

1.一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于由如下重量份的原料组成：铁基高碳Cr-C-Nb硬质合金55～65份、秸秆粉10～12份、壳聚糖10～14份、陶瓷细棒3～5份。

2.根据权利要求1所述的一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于所述合金包括如下重量分数的原料：C 6～8wt％、Mn 0.6～1wt％、Si 2～4wt％、Cr＞30wt％、Nb 8.5～11.5wt％。

3.根据权利要求2所述的一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于所述合金包括如下重量分数的原料：C 7wt％、Mn 0.8wt％、Si 3wt％、Cr＞38wt％、Nb 10wt％。

4.根据权利要求1所述的一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于由如下重量份的原料组成：铁基高碳Cr-C-Nb硬质合金60份、秸秆粉11份、壳聚糖12份、陶瓷细棒4份。

5.根据权利要求1～4所述的一种铁基高碳耐磨材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种铁基高碳耐磨材料的制备方法，其特征在于所述步骤1)中湿混过程中的转速为220～240r/min，转速时间为18～20h。

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【技术特征摘要】

1.一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于由如下重量份的原料组成：铁基高碳cr-c-nb硬质合金55～65份、秸秆粉10～12份、壳聚糖10～14份、陶瓷细棒3～5份。

2.根据权利要求1所述的一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于所述合金包括如下重量分数的原料：c 6～8wt％、mn 0.6～1wt％、si 2～4wt％、cr＞30wt％、nb 8.5～11.5wt％。

3.根据权利要求2所述的一种铁基高碳耐磨材料，其特征在于所述合金包括如下重量分数的原料：c 7wt％、mn 0...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇雪军，王君亮，朱潮祖，
申请(专利权)人：甘肃星能机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：

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