本发明专利技术涉及一种高炉风口套内衬用的高温耐磨材料，由下述重量配比的原料制成：纳米铜粉40~60%、纳米钨粉36~56%、铁粉0.2~0.6%、铬粉4~6%。通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得钨铜高温耐耐磨材料。本发明专利技术制备的材料具有良好的导热性能、高温强度和高温耐磨性能，并且能与纯铜基体实现冶金结合，可用于制备面耐磨性能好、使用寿命长的高炉风口套内衬，可以大大提高高炉风口套的耐磨性能和使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种高温耐磨材料，尤其涉及ー种。
技术介绍
炼铁或炼钢高炉是通过其上置的高炉风ロ向高炉内输送热风的，以提供氧气满足冶炼生铁的需要，其中作为内套风ロ使用的高炉风ロ距温度较高的高炉燃烧区较近，高炉风ロ要承受燃烧区的热辐射和对流的影响，还承受着下降物流的磨损、喷煤粉的磨蚀和燃烧产物及气流的冲刷，以及铁渣的飞溅、铁流的烧熔，高炉风ロ在这种十分苛刻的条件下，很容易受到损坏，因此高炉风ロ的使用寿命长短将会直接影响炼铁高炉的运转周期和产品产量以及经济效益。 在新技术、新エ艺快速发展的当代，高炉炼铁仍将作为钢铁生产的主要エ艺流程而长期存在。2004年全球铁产量近8亿吨，其中94%为高炉エ艺流程生产得到的。目前高炉喷煤已成为高炉冶炼过程中強化、降耗、減少C02排放的重要手段，国内外较先进的钢铁企业喷煤比已达到150kg/C250kg/t。随着高炉冶炼技术的不断发展和风ロ喷煤量的进ー步提高，对高炉风ロ提出了越来越高的技术要求，在当前能源形势逐渐严峻、能源价格不断上涨的条件下，以高炉喷煤为代表的炼铁节能技术深受人们的关注。然而，随着喷煤量的提高，煤粉喷出速度加快，风ロ磨损加剧，风ロ使用寿命降低。据某钢铁公司10座高炉的生产统计，因喷吹煤粉磨损更换的风ロ是风ロ总损耗量的309Γ40%。因而，急需寻求延长高炉风ロ寿命的技术方法。目前现有技术解决风ロ套磨损主要依靠堆焊耐磨高镍铬合金或镶嵌陶瓷衬套等方法，但是这些エ艺普遍存在耐磨层与基体结合强度低的缺点，而且堆焊层和陶瓷层导热性不好，形成的耐磨层与基体线膨胀系数相差大，在风ロ使用中易发生耐磨层龟裂和剥落，使用效果不理想，寿命提高有限。由此可见，进ー步开发风ロ的表面处理新エ艺，以提高耐磨层与基体结合强度是目前高炉风ロ迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种，具有良好的导热性能、高温強度和高温耐磨性能，并且能与纯铜基体实现冶金结合，使用寿命长的高炉风ロ套内衬用高温耐磨材料，以提高高炉风ロ套的耐磨性能和使用寿命。为此，本专利技术主要是专利技术ー种在高温下能克服热应カ的影响的高温耐磨材料，它是由下述重量配比的原料制成 纳米铜粉40 60% 纳米钨粉36 56% 铁粉0. 2 O. 6% 铬粉4 6% 其中，纳米铜粉和纳米钨粉的颗粒直径小于500nm，鉄粉和铬粉的颗粒直径小于100 μ m0所述的这种高炉风ロ套内衬用的高温耐磨材料的制备エ艺如下 (O纳米金属粉末的制取根据钨和铜的含量确定仲钨酸铵和硫酸铜原料的比例；制备仲钨酸铵和硫酸铜的混合溶液；采用喷雾干燥法，通过旋转雾化和其后的干燥エ艺得到金属盐混合粉末的前驱体；将前驱体在30(T450°C煅烧6(T90min得到W-Cu氧化物复合粉末；然后在60(T800°C采用氢气进行还原得到纳米W-Cu复合粉末。(2)纳米钨铜高温耐磨材料的制备在纳米级W-Cu复合粉末按比例加入铁粉和铬粉，进行球磨2 4小时均匀混合后，置入真空热压炉中在温度为900 1000で、压カ为25(Γ300ΚΝ条件下烧结10(T200min，通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得钨铜高温耐耐磨材料。 本专利技术主要特点在于将纳米级耐磨材料与纳米铜粉均匀混合后，置入能提供高温、高压的设备中，通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得耐磨纳米铜复合材料。耐磨材料的制取机理融合了压カ焊、熔化焊和扩散焊三种机埋.同时由于高温高压的时效作用，使扩散、固溶得以充分体现，实现材料的合金化。使耐磨材料的纳米级颗粒与纯铜结合成微小的复合体均匀分布在铜基材内。这样即使在温度变化幅度比较的情况下产生的热应カ也不可能大到超过耐磨材料与铜之间的复合强度，从根本上消除热应カ对材料的影响及破坏。本专利技术制备的耐磨材料的主要性能指标如下硬度(HRB) > 100 ； 热导率(wバm.k))> 190 ； 热膨胀系数(10_7°C)> 6.2 ； 高温(800°C)强度抗拉强度彡300MPa ;断裂韧性彡150MPa。附图说明图I是纳米钨铜耐磨材料的烧结エ艺，图中曲线一条表示烧结温度随时间的变化，另一条为烧结压カ随时间的变化。具体实施例方式采用仲钨酸铵晶体和硫酸铜晶体为原料，将偏钨酸铵和硫酸铜配置成溶胶，其中溶液中W、Cu元素比例为60 40，再将溶胶体喷雾干燥(雾化头转速30000r/min，温度2500C )制得W-Cu前驱体粉末。将前驱体在400°C煅烧90min得到W-Cu氧化物复合粉末，然后在780°C采用氢气进行还原得到纳米W-Cu复合粉末。然后在纳米级W-Cu复合粉末按比例加入铁粉O. 3wt%和铬粉5. 0wt%,进行球磨3小时均匀混合后，置入真空热压炉中，烧结エ艺如图I所示，通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得钨铜高温耐耐磨材料。制备的耐磨材料的主要性能如下 硬度(HRB) 102 ； 热导率(w/(m.k)) 210 ； 热膨胀系数(ΙΟ—6/°C) 6.9； 高温(800°C)强度抗拉强度320MPa;断裂韧性158MPa。权利要求1.一种适应于高炉风口内衬的高温耐磨材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成 纳米铜粉40 60% 纳米钨粉35 55% 铁粉0. 2 O. 6% 铬粉4 6% 其中，纳米铜粉和纳米钨粉的颗粒直径小于500nm，铁粉和铬粉的颗粒直径小于100 μ m02.—种权利要求I所述的一种适应于高炉风口内衬的高温耐磨材料的制备方法，其特征在于其制备工艺如下 (O纳米金属粉末的制取根据钨和铜的含量确定仲钨酸铵和硫酸铜原料的比例；制 备仲钨酸铵和硫酸铜的混合溶液；采用喷雾干燥法，通过旋转雾化和其后的干燥工艺得到金属盐混合粉末的前驱体；将前驱体在30(T450°C煅烧6(T90min得到W-Cu氧化物复合粉末；然后在60(T800°C采用氢气进行还原得到纳米W-Cu复合粉末； (2)纳米钨铜高温耐磨材料的制备在纳米级W-Cu复合粉末按比例加入铁粉和铬粉，进行球磨2 4小时，使其均匀混合后，置入真空热压炉中在温度为90(Tl00(rC、压力为25(Γ300ΚΝ条件下烧结20(T260min，通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得钨铜高温耐耐磨材料。全文摘要本专利技术涉及一种高炉风口套内衬用的高温耐磨材料，由下述重量配比的原料制成纳米铜粉40~60%、纳米钨粉36~56%、铁粉0.2~0.6%、铬粉4~6%。通过高温、高压，及高温、高压下的时效作用，使金属塑性变形、熔化和扩散，从而获得钨铜高温耐耐磨材料。本专利技术制备的材料具有良好的导热性能、高温强度和高温耐磨性能，并且能与纯铜基体实现冶金结合，可用于制备面耐磨性能好、使用寿命长的高炉风口套内衬，可以大大提高高炉风口套的耐磨性能和使用寿命。文档编号B22F1/00GK102847933SQ20121033457公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日专利技术者杨宏, 龙文元, 范宝柱, 江荣生 申请人:江西重科机械有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适应于高炉风口内衬的高温耐磨材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：纳米铜粉：40~60%？？？纳米钨粉：35~55%？铁粉：0.2~0.6%？？？？？？铬粉：4~6%其中，纳米铜粉和纳米钨粉的颗粒直径小于500nm，铁粉和铬粉的颗粒直径小于100μm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏，龙文元，范宝柱，江荣生，
申请(专利权)人：江西重科机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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