專利名稱：一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，本發(fā)明還涉及該襯套材料的制備方法。屬于耐磨合金材料制備技術領域。
背景技術：
現(xiàn)有混凝土泵車用襯套材料通常是采用熱處理軸承鋼，由于其合金元素含量較低，在使用過程中無法抵御來自混凝土漿料的腐蝕和砂粒的磨損作用，因而使用壽命短可靠性低，后續(xù)維護保養(yǎng)及更換的成本高。隨著工程機械行業(yè)的發(fā)展，對于在混凝土漿料環(huán)境下工作的耐磨材料提出了更高的要求。通過研究開發(fā)一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，有助于解決腐蝕條件下的耐磨問題，也為開發(fā)出應用于腐蝕性氣體、液體介質和砂漿等特殊工況的產(chǎn)品提供了材料制備方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種在混凝土泵車使用環(huán)境中具有良好耐磨耐蝕性能的襯套材料。本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供一種該耐磨耐蝕性能的襯套材料的制
備方法。本發(fā)明一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，包括下述組分按重量百分比組成鐵76-78，鉻 14-17，鈮 4-6，鋁 1-1. 5，石墨 0. 5-2。本發(fā)明一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法，包括如下步驟第一步配料按設計的合金組分配比稱量鐵、鉻鐵、鈮、鋁和石墨組分物料；第二步混料將稱量好的各物料混合均勻，得到混合料；第三步成型稱取混合料，倒入鋼模中，壓制壓力500 700MPa，保壓時間1_3秒，隨后脫模得到壓制毛坯；第四步燒結在真空或氫氣氣氛環(huán)境中，將壓制毛坯均勻加熱到1150°C -1250°C，保溫1_2小時，然后均勻冷卻至250°C以下出爐，得到燒結坯；第五步熱處理將第四步所得燒結坯在1050-1100°C保溫1_2小時，然后投入到機油中淬火，之后在250°C保溫1-2小時進行回火處理。本發(fā)明一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法中，所述的鉻組元以鉻鐵預合金粉末的形式加入，所述鉻鐵預合金粉末的平均粒度為-200目；所述的鐵、鈮、鋁和石墨以單質形式加入，其平均粒度分別為-200目、-200目、-300目、20 μ m。本發(fā)明一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法中，所述混料在V型混料機中進行，混料時間120-180分鐘。本發(fā)明一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法中，所述均勻加熱的加熱速度為每分鐘8-10°C ；所述均勻冷卻的冷卻速度為每分鐘6-8°C。本發(fā)明的合金材料合金元素含量較高，因而力學性能和耐腐蝕性能良好。本發(fā)明的合金材料含有硬質顆粒鈮和各種硬質彌散強化金屬間化合物，因而耐磨性能良好。本發(fā)明的合金材料采用粉末冶金技術制備，可以減少機械加工量，節(jié)約原材料，因而制造成本適中。本發(fā)明由于采用上述組分配比及制備方法，制備的耐磨耐蝕襯套材料含有比例恰當?shù)暮辖鹪?，組織均勻，相對于很多其它耐磨耐蝕襯套材料，在耐磨和耐蝕性能方面有較大的提高，而制造成本基本持平。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、具有良好的力學性能；2、在使用過程中其耐磨耐蝕性能穩(wěn)定可靠；綜上所述，本發(fā)明制備的凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料具有良好的力學性能和耐磨耐蝕性能，其制備方法簡單可行，制得的耐磨耐蝕襯套材料可滿足現(xiàn)有混凝土泵車的使用要求。


附圖1是本發(fā)明實施例1制備的耐磨耐蝕襯套材料的金相照片；附圖2是本發(fā)明實施例2制備的耐磨耐蝕襯套材料的金相照片；附圖3是本發(fā)明實施例3制備的耐磨耐蝕襯套材料的金相照片；從附圖1中可以看出，實施例1制備的耐磨材料微觀組織結構為馬氏體基體和彌散硬質顆粒。從附圖2中可以看出，實施例2制備的耐磨材料微觀組織結構為馬氏體基體、彌散硬質顆粒和孔隙。從附圖3中可以看出，實施例3制備的耐磨材料微觀組織結構為馬氏體基體、珠光體、滲碳體、彌散硬質顆粒和孔隙。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。實施例1.制備一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，其中鐵78wt%，鉻14wt%， 鈮6wt%，鋁1.5襯％，石墨0.5襯％。其制備工藝包括如下步驟將稱量好的各物料投入V 型混料機中混料時間180分鐘；在鋼模中壓制毛坯，壓制壓力700MPa，保壓時間3秒；在真空氣氛環(huán)境中，加熱速度為每分鐘8-10°C將壓制毛坯從室溫升溫均勻加熱到1250°C，保溫 1. 5小時，然后以冷卻速度為每分鐘6-8°C均勻冷卻至溫度低于250°C出爐；將所得燒結坯在1100°C保溫1小時，然后快速投入到機油中淬火，之后在250°C保溫2小時進行回火處理；將所得熱處理產(chǎn)品按照圖紙加工成所需襯套。本實施例制備的混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的性能密度6. 85g/cm3,硬度390-420HB，抗彎強度1050-1200MPa ；耐磨性能良好，與淬火軸承鋼GCrl5對偶磨損率
1.6X 10_14m3/N · m ；耐蝕性能良好，在混凝土泥漿環(huán)境中無晶間腐蝕。實施例2.制備一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，其中鐵76wt%，鉻16wt%， 鈮5wt%，鋁1. 5wt%，石墨1. 5wt%,0其制備工藝包括如下步驟將稱量好的各物料投入V 型混料機中混料時間140分鐘；在鋼模中壓制毛坯，壓制壓力600MPa，保壓時間3秒；在氫氣氣氛環(huán)境中，加熱速度為每分鐘8-10°C將壓制毛坯從室溫升溫均勻加熱到1200°C，保溫 1小時，然后以冷卻速度為每分鐘6-8°C均勻冷卻至溫度低于250°C出爐；將所得燒結坯在 1070°C保溫1. 5小時，然后快速投入到機油中淬火，之后在250°C保溫1. 5小時進行回火處理；將所得熱處理產(chǎn)品按照圖紙加工成所需襯套。本實施例制備的混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的性能密度6. 78g/cm3,硬度360-390HB，抗彎強度920_1050MPa ；耐磨性能良好，與淬火軸承鋼GCrl5對偶磨損率
2.OX 10_14m3/N · m ；耐蝕性能良好，在混凝土泥漿環(huán)境中無晶間腐蝕。實施例3.制備一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，其中鐵76wt%，鉻17wt%， 鈮4wt%，鋁，石墨2wt%。其制備工藝包括如下步驟將稱量好的各物料投入V型混料機中混料時間120分鐘；在鋼模中壓制毛坯，壓制壓力500MPa，保壓時間3秒；在氫氣氣氛環(huán)境中，加熱速度為每分鐘8-10°C將壓制毛坯從室溫升溫均勻加熱到1150°C，保溫2 小時，然后以冷卻速度為每分鐘6-8°C均勻冷卻至溫度低于250°C出爐；將所得燒結坯在 1050°C保溫2小時，然后快速投入到機油中淬火，之后在250°C保溫1小時進行回火處理； 將所得熱處理產(chǎn)品按照圖紙加工成所需襯套。本實施例制備的混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的性能密度6. 72g/cm3,硬度340-370HB，抗彎強度950_1100MPa ；耐磨性能良好，與淬火軸承鋼GCrl5對偶磨損率 2. 5X 10_14m3/N · m ；耐蝕性能良好，在混凝土泥漿環(huán)境中無晶間腐蝕。
權利要求
1.一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，包括下述組分按重量百分比組成 鐵 76-78，鉻 14-17，鈮 4-6，鋁 1-1. 5，石墨 0. 5-2。
2.制備如權利要求1所述的一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法，包括如下步驟第一步配料按設計的合金組分配比稱量鐵、鉻鐵、鈮、鋁和石墨組分物料； 第二步混料將稱量好的各物料混合均勻，得到混合料； 第三步成型稱取混合料，倒入鋼模中，壓制壓力500 700MPa，保壓時間1_3秒，隨后脫模得到壓制毛坯；第四步燒結在真空或氫氣氣氛環(huán)境中，將壓制毛坯均勻加熱到1150°C -1250°C，保溫1-2小時，然后均勻冷卻至250°C以下出爐，得到燒結坯； 第五步熱處理將第四步所得燒結坯在1050-1100°C保溫1-2小時，然后投入到機油中淬火，之后在 250°C保溫1-2小時進行回火處理。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備如權利要求1所述的一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料，其特征在于所述的鉻組元以鉻鐵預合金粉末的形式加入，所述鉻鐵預合金粉末的平均粒度為-200目；所述的鐵、鈮、鋁和石墨以單質形式加入，其平均粒度分別為-200目、-200 目、-300 目、20 μ m。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備如權利要求1所述的一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法，其特征在于所述混料在V型混料機中進行，混料時間120-180分鐘。
5.根據(jù)權利要求4所述的制備如權利要求1所述的一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料的方法，其特征在于所述均勻加熱的加熱速度為每分鐘8-10°C;所述均勻冷卻的冷卻速度為每分鐘6-8°C。
全文摘要
一種混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料及其制備方法，其材料配方按重量百分比計算為鐵76-78，鉻14-17，鈮4-6，鋁1-1.5，石墨0.5-2，其中所述的鐵鉻組元以預合金粉末的形式加入，所述的鐵、鈮、鋁和石墨以單質形式加入。其制備方法包括配料、混料、成型、燒結、熱處理、機加工六個步驟。本發(fā)明制備的混凝土泵車用耐磨耐蝕襯套材料具有良好的耐磨耐蝕性能，其制備方法簡單可行，制得的耐磨耐蝕襯套材料，其耐磨性能和耐腐蝕性能良好，可滿足現(xiàn)有混凝土泵車的使用要求。
文檔編號E04G21/02GK102505097SQ20111041872
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者劉如鐵, 張逸青, 楊志華, 趙福安 申請人:中南大學, 福建龍溪軸承(集團)股份有限公司