一种铸造法获得的复合耐磨材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铸造法获得的复合耐磨材料及其制备方法。其中，复合耐磨材料的制备方法包括：按复合耐磨材料化学成分设计要求分别称取废钢、生铁或增碳剂、钒铁、钛铁，复合耐磨材料化学成分要求为包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分：C：2.5～3.5%，Ti：1.0～7.5%，V：1.0～8.0%；将废钢、生铁或增碳剂预处理得到铁水，往铁水中加入钒铁和钛铁熔清后经等温处理，对经等温处理后的铁水进行后续处理得到复合耐磨材料。通过上述方式，本发明专利技术制备方法易操作，便于工业应用，且得到的复合耐磨材料性价比高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐磨材料领域，特别是涉及。
技术介绍
目前，在耐磨材料领域，大都是应用第三代耐磨材料-高铬铸铁开发耐磨零部件，由于在高铬铸铁中有高硬度的增强相Cr7C3,其碳化物显微硬度为HV1300~1800，故其比前两代耐磨材料-白口铸铁和高锰钢性能指标有了较大幅度提升，硬度可以达到HRC60~65，但是由于其碳化物呈长条形且比较粗大，故冲击韧性一般都在3~5J/cm2，普遍偏低，材料相对较脆，耐冲击性能较差，故其综合耐磨性能仍然偏低。为了突破高铬铸铁的制约，寻求具有更高耐磨性与冲击韧性的耐磨材料，新一代耐磨材料的研究向着碳化物增强相显微硬度更高、形貌更好的方向发展。因此，基于颗粒增强的钢铁基复合耐磨材料因其综合性能优异而成为近年来新材料开发的一个热点领域。在我国，基于(V，Ti) C颗粒增强型的复合耐磨材料己经在实验室通过粉末冶金烧结法制备成功，但其工艺成本高，尚不适于推广至工业应用。因此，迫切需要一种性价比高，且制备方法易操作和适于工业应用的耐磨材料。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供，该复合耐磨材料性价比高，制备方法易操作和适于工业化应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种铸造法获得的复合耐磨材料，所述复合耐磨材料包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分:c:2.5~3.5%, T1: 1.0 ~7.5%, V: 1.0 ~8.0%。其中，所述复合耐磨材料还包括以下重量百分比的化学成分:Si:0.5~0.7%,Mn:0.5 ~0.7%, Cr:0.5 ~3.5%, Mo:0.5 ~1.5%, S:≤ 0.04%, P:≤ 0.04%。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是:提供一种复合耐磨材料的制备方法，所述方法包括:按所述复合耐磨材料化学成分要求分别称取废钢、生铁或增碳剂、钒铁、钛铁，所述复合耐磨材料化学成分要求为包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分:C:2.5~3.5%，T1: 1.0~7.5%，V: 1.0~8.0% ;将所述废钢、生铁或增碳剂预处理得到铁水，往所述铁水中加入所述钒铁和所述钛铁熔清后经等温处理，对经等温处理后的铁水进行后续处理得到所述复合耐磨材料。其中，所述制备方法还包括:按照占所述复合耐磨材料的以下重量百分比的化学成分:Si:0.5 ~0.7%, Mn:0.5 ~0.7%, Cr:0.5 ~3.5%, Mo:0.5 ~1.5%, S:≤0.04%, P:(0.04%，称取铬铁、钥铁、硅铁或锰铁、稀土硅铁；所述预处理包括:将所述废钢、生铁或增碳剂、铬铁与钥铁放入电炉中加热，待铁水熔清后，加入所述硅铁或所述锰铁并扒渣得到铁水；所述后续处理包括:将经等温处理后的铁水经终脱氧出炉、采用所述稀土硅铁进行变质处理然后进行浇注并经热处理后得到所述复合耐磨材料。其中，所述将经等温处理后的铁水经终脱氧出炉具体为:将经等温处理后的铁水调整成分至合格后将温度升至1520~1600°C，加入占铁水重量0.1%~0.2%的纯铝，进行终脱氧后出炉；所述采用所述稀土硅铁进行变质处理具体为:将所述稀土硅铁破碎至I~5_小颗粒并烘干，置于浇包底部，采用包底冲入法对所述终脱氧后出炉的铁水进行变质处理；所述进行浇注具体为:将所述变质处理后的所述铁水静置然后进行浇注，所述浇注温度为1460~1510°C，冷却后处理干净；所述热处理包括淬火和回火处理，其中淬火处理温度为900~1100°C，回火处理温度为250~600°C。其中，所述浇注温度为1470~1495°C。其中，所述淬火处理温度为950~1050°C，回火处理温度为450~550°C。其中，所述等温处理的时间为5~8min。其中，所述静置的时间为2~3min。其中，所述烘干温度为180~220°C。本专利技术的有益效果是:区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种复合耐磨材料及其制备方法，从而获得具有大量细小、弥散分布的团球状碳化物增强相的耐磨材料。通过添加一定量的钒和钛元素实现钒、钛两者碳化物的共晶复合，从而提升复合碳化物颗粒与基体的界面结合强度和紧密度，使得该复合耐磨材料不仅性价比高，且制备方法易操作，便于工业应用。【附图说明】图1是本专利技术复合耐磨材料的制备方法一个实施方式的流程图。【具体实施方式】随着基于颗粒增强的钢铁基复合耐磨材料的不断发展，对钢铁基复合耐磨材料的研究向着碳化物增强相显微硬度更高、形貌更好的方向发展。钛(Ti)和钒(V)属于同一周期的过渡金属，原子序数仅相差1，它们所形成的碳化物皆具有高熔点、高硬度和高的化学稳定性，且与Fe的相溶性好。因此，可作为钢铁基复合材料的理想增强体。基于VC的颗粒增强型复合耐磨材料-高钒高速钢，由于VC颗粒具有高硬度(HV2600)、团球状形貌、弥散分布等诸多特征，基于VC的颗粒增强复合耐磨材料的耐磨性能和冲击韧性相比较于第三代耐磨材料一高铬铸铁(碳化物硬度、长条形、不规则分布)有了大幅度提升，并且己经应用于热轧辊、冷轧辊、锤头、球磨机衬板和转子体等耐磨件领域。但是，由于V合金价格较贵，制约了其大范围的推广应用。在我国，基于(V，Ti)C的颗粒增强型复合耐磨材料只是在实验室通过粉末冶金烧结法制备成功，但其工艺成本高，尚不适于推广至工业应用。有鉴于此，本专利技术提供，本专利技术的方法能够获得具有大量细小、弥散分布的团球状碳化物增强相的耐磨材料。通过添加一定量的钒和钛元素实现钒、钛两者碳化物的共晶复合，从而提升复合碳化物颗粒与基体的界面结合强度和紧密度。本专利技术的铸造法获得的复合耐磨材料不仅性价比高，且制备方法易操作，便于工业应用。以下结合【具体实施方式】对本专利技术的复合材料及其制备方法进行详细说明，但是这并不用以限定本专利技术的保护范围。本专利技术的铸造法获得的复合耐磨材料是基于(T1、V) C的复合耐磨材料，其中包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分:c:2.5~3.5%，T1:1.0~7.5%，V:1.0~8.0%。其中几种重要元素的确定依据如下:C:碳对复合耐磨材料的组织与性能来说至关重要，它既可以固溶于基体中起固溶强化作用，又是形成碳化物增强相的基本元素。还能促进马氏体转变，提高复合耐磨材料的淬硬性。碳含量太多会增加材料脆性，太少则减少碳化物增强相的数量致使其耐磨性降低，因此，本专利技术控制C含量在2.5~3.5%，优选2.8~3.2%。T1:钛是强碳化物形成元素，与铁液中C反应形成大量细小、弥散分布的TiC质点，由于其与VC均为面心立方晶格，晶格常数相近，晶格错配度小，故TiC可作为VC的异质核心，同时还可细化奥氏体枝晶，改善共晶碳化物的形态与分布。故本专利技术控制Ti含量在1.0 ~7.5%,优选 2.0 ~4.5%OV:钥;也是强碳化物形成元素,易以TiC为形核基底与铁液中C反应形成大量团球状形貌、弥散分布的(V，Ti)C复合增强相，显著提高复合耐磨材料的冲击韧性与耐磨性，故本专利技术控制V含量在1.0~8.0%，优选1.5~6.5%。其中，为了进一步提高本专利技术铸造法获得的复合耐磨材料的综合性能，本专利技术的铸造法获得复合耐磨材料还可以进一步包括以下重量百分比的化学成分:Si:0.5~0.7%，Mn:0.5 ~0.7%, Cr:0.5 ~3.·5%, Mo:0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造法获得的复合耐磨材料，其特征在于，所述复合耐磨材料包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分：C：2.5～3.5%，Ti：1.0～7.5%，V：1.0～8.0%。

【技术特征摘要】
1.一种铸造法获得的复合耐磨材料，其特征在于， 所述复合耐磨材料包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分:c:2.5~3.5%，T1:1.0 ~7.5%, V: 1.0 ~8.0%。2.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述复合耐磨材料还包括以下重量百分比的化学成分:Si:0.5 ~0.7%,Mn:0.5 ~0.7%, Cr:0.5 ~3.5%,Mo:0.5 ~1.5%,S:≤0.04%, P:≤0.04%ο3.一种复合耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括: 按所述复合耐磨材料化学成分要求分别称取废钢、生铁或增碳剂、钒铁、钛铁，所述复合耐磨材料化学成分要求包括铁，还至少包括以下重量百分比的化学成分:C:2.5~3.5%，Ti:1.0 ~7.5%, V:1.0 ~8.0% ； 将所述废钢、生铁或增碳剂预处理得到铁水，往所述铁水中加入所述钒铁和所述钛铁熔清后经等温处理，对经等温处理后的铁水进行后续处理得到所述复合耐磨材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括:按照占所述复合耐磨材料的以下重量百分比的化学成分:Si:0.5~0.7%，Mn:0.5~0.7%，Cr:0.5~3.5%，Mo:0.5~1.5%，S:≤0.04%, P:≤0.04%，称取铬铁、钥铁、硅铁或锰铁、稀土硅铁； 所述预处理包括:将所述废钢、生铁或增碳剂、铬铁与钥铁放入电炉中加热，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾松盛，缪花明，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：