本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種高耐磨性合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)械制造業(yè)中，易磨損工件是影響機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)和壽命的大難題。在金剛石制品領(lǐng)域，人們把大部分精力放在研究孕鑲刀具制造上，研究出許多壓制法，預(yù)合金粉料，并在使用中取得成效。對那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用無壓制法制造的金剛石工具，用粉料研究很少，如：天然表鑲鉆頭、TSP鉆頭、PDC鉆頭等，用粉料研究很少，到現(xiàn)在還是使用40年前的老技術(shù)，其胎體材料還是使用以鑄造碳化鎢為主配方，其抗彎、抗壓、抗沖擊韌性都很低，在地質(zhì)冶金，煤炭鉆孔中常有掉胎塊的現(xiàn)象發(fā)生，使鉆頭報廢；在石油鉆井中也時有掉胎塊和裂紋的現(xiàn)象，嚴(yán)重的出現(xiàn)斷刀翼掉胎塊的大事故，造成井孔報廢，給國家造成損失，這些都是胎體性能低劣的重要原因之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高抗彎、抗壓、抗沖擊韌性的高耐磨性合金材料及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種高耐磨性合金材料，其特征在于：由下述成分按重量百分比配比而成：Fe30％-40％、Cr10％-20％、Ni3％-10％、Mn1％-4％、碳化物粉料35％-40％。
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述碳化物粉料為碳化鎢、鑄造碳化鎢、碳化鈦、碳化鎳等高耐磨性冶金粉末材料中的一種或多種。
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，其為塊狀的制備方法包括以下步驟：
(1)、按照上述重量百分比配比原料，
(2)、將步驟(1)備好的Fe、Cr和Ni倒入熔爐內(nèi)；
(3)、觀察步驟(2)填入熔爐中的材料，待全部融化并達(dá)到沸點(diǎn)后填入步驟(1)中備好的Mn；
(4)、待步驟(3)熔爐中的材料再次達(dá)到沸點(diǎn)后，再填入步驟(1)中備好碳化物粉料；
(5)、待步驟(4)碳化物粉料融化并達(dá)到沸點(diǎn)后，根據(jù)所需制備工件形狀，通過后續(xù)工序制作，即得塊狀成品。
進(jìn)一步的技術(shù)方案還在于，其為粉狀的制備方法包括以下步驟：
(1)、按照上述重量百分比配比原料；
(2)、準(zhǔn)備中間倉，裝上6-12mm的漏眼，調(diào)整水噴嘴的角度至14°，并且噴嘴尺寸為1501-1504mm；
(3)、將步驟(1)備好的Fe、Cr和Ni倒入熔爐內(nèi)；
(4)、觀察步驟(3)填入熔爐中的材料，待全部融化并達(dá)到沸點(diǎn)后填入步驟(1)備好的Mn；
(5)、待步驟(4)熔爐中的材料再次達(dá)到沸點(diǎn)后，再填入步驟(1)備好的碳化物粉料；
(6)、待步驟(5)熔爐中的材料融化并達(dá)到沸點(diǎn)后，倒入中間倉；
(7)、利用水噴嘴中水壓在0.15-0.3MPa的水流將步驟(6)從中間倉漏眼流出的溶液打成細(xì)小粉末狀物料；
(8)、將步驟(7)所得的粉末狀的物料放入烘烤箱烘干，溫度在65-100℃，時間為3-7小時；
(9)、將步驟(8)所得物料按所需粒度進(jìn)行分篩、裝袋、真空處理，即得粉末狀成品。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
提高工具的抗彎、抗壓和抗沖擊韌性，減少工具在使用過程中出現(xiàn)掉胎塊、裂紋、和斷刀翼現(xiàn)象，提高工具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
本發(fā)明由下述成分按重量百分比配比而成：Fe30％-40％、Cr10％-20％、Ni3％-10％、Mn1％-4％、碳化物粉料35％-40％。
優(yōu)選的，所述碳化物粉料為碳化鎢、鑄造碳化鎢、碳化鈦、碳化 鎳等高耐磨性冶金粉末材料中的一種或多種。
優(yōu)選的，其為塊狀的制備方法包括以下步驟：
(1)、按照上述重量百分比配比原料；
(2)、將步驟(1)備好的Fe、Cr和Ni倒入熔爐內(nèi)；
(3)、觀察步驟(2)填入熔爐中的材料，待全部融化并達(dá)到沸點(diǎn)后填入步驟(1)中備好的Mn；
(4)、待步驟(3)熔爐中的材料再次達(dá)到沸點(diǎn)后，再填入步驟(1)中備好碳化物粉料；
(5)、待步驟(4)碳化物粉料融化并達(dá)到沸點(diǎn)后，根據(jù)所需制備工件形狀，通過后續(xù)工序制作，即得塊狀成品。
優(yōu)選的，其為粉狀的制備方法包括以下步驟：
(1)、按照上述重量百分比配比原料；
(2)、準(zhǔn)備中間倉，裝上6-12mm的漏眼，調(diào)整水噴嘴的角度至14°，并且噴嘴尺寸為1501-1504mm；
(3)、將步驟(1)備好的Fe、Cr和Ni倒入熔爐內(nèi)；
(4)、觀察步驟(3)填入熔爐中的材料，待全部融化并達(dá)到沸點(diǎn)后填入步驟(1)備好的Mn；
(5)、待步驟(4)熔爐中的材料再次達(dá)到沸點(diǎn)后，再填入步驟(1)備好的碳化物粉料；
(6)、待步驟(5)熔爐中的材料融化并達(dá)到沸點(diǎn)后，倒入中間倉；
(7)、利用水噴嘴中水壓在0.15-0.3MPa的水流將步驟(6)從 中間倉漏眼流出的溶液打成細(xì)小粉末狀物料；
(8)、將步驟(7)所得的粉末狀的物料放入烘烤箱烘干，溫度在65-100℃，時間為3-7小時；
(9)、將步驟(8)所得物料按所需粒度進(jìn)行分篩、裝袋、真空處理，即得粉末狀成品。
本發(fā)明選用碳化物粉料為耐磨材料成份，選用Cr作為防腐蝕成份，選用Ni作為一種提高強(qiáng)度成份，選用Mn作為一種提高流動性適當(dāng)降低溫度的成份。利用碳化物粉料提高耐磨性，改變現(xiàn)在機(jī)械制造中工件耐磨低的現(xiàn)狀；其中Fe、WC(W2C)、Cr、Ni、Mn元素，可大大提高抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗沖擊韌性等性能，還可大大降低成本費(fèi)用，使復(fù)雜結(jié)構(gòu)工具具有突破性改觀。
本發(fā)明采用中頻霧化爐，將主要材料Fe、Gr、Ni主要成分溶化后加入少量微量元素，最后再加入碳化物粉料，待融化達(dá)到沸點(diǎn)均勻后即可制備塊狀工件。也可以制成粉料以備需要時直接融化制備塊狀工件，制備粉料則采用水霧法用較大的漏眼，適當(dāng)噴嘴和水壓噴出粉料。