一種納米復(fù)合耐磨合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合耐磨合金的制備方法，屬于合金制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明對氧化硅晶須、氧化鈦晶須、碳化硅晶須進(jìn)行球磨，得到粉料，再將粉料與玻璃粉末高溫高壓下反應(yīng)得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷，再向納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入還原鐵粉、二硼化鈦等金屬混合壓制成坯料，再將坯料進(jìn)行燒結(jié)、硅酸鈉淬火，得到一種納米復(fù)合耐磨合金的方法。本發(fā)明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩(wěn)定性好、高溫耐磨性幾乎無變化，本發(fā)明通過加入納米結(jié)構(gòu)陶瓷使力學(xué)性能得到了增強(qiáng)，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實(shí)現(xiàn)了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發(fā)明操作簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
一種納米復(fù)合耐磨合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合耐磨合金的制備方法，屬于合金制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]耐磨材料在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位。常用耐磨材料主要是高錳鋼、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵，高錳鋼只有在強(qiáng)烈沖擊工礦下，發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，才會表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性，而高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵中含有價(jià)格昂貴的鎳、鉬、釩、鈮等合金元素，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，市場競爭力弱。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)外以廉價(jià)的硼為主要合金元素，開發(fā)成功了高硼耐磨合金。
[0003]但是普通的高硼耐磨合金都是要進(jìn)行淬火處理才能獲得高硬度和優(yōu)異的耐磨性，而淬火處理不僅增加能耗，且加熱和保溫過程中極易氧化，且工件易變形，并在快速淬火冷卻過程中及易開裂。此外，普通高硼耐磨合金還存在高溫回火穩(wěn)定性差，高溫耐磨性急劇下降等不足。因此，制備一種具有穩(wěn)定性好、高溫耐磨性強(qiáng)的合金具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對目前高硼耐磨合金存在的易變形、易開裂，并且穩(wěn)定性差、高溫耐磨性急劇下降的問題，提供了一種對氧化硅晶須、氧化鈦晶須、碳化硅晶須進(jìn)行球磨，得到粉料，再將粉料與玻璃粉末高溫高壓下反應(yīng)得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷，再向納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入還原鐵粉、二硼化鈦等金屬混合壓制成坯料，再將坯料進(jìn)行燒結(jié)、硅酸鈉淬火，得到一種納米復(fù)合耐磨合金的方法。本發(fā)明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩(wěn)定性好、高溫耐磨性幾乎無變化，本發(fā)明通過加入納米結(jié)構(gòu)陶瓷使力學(xué)性能得到了增強(qiáng)，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實(shí)現(xiàn)了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發(fā)明操作簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?1g碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內(nèi)干燥6?7h，得到粉料；
(2)稱取5?8g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應(yīng)4?5h，得到反應(yīng)物；
(3)將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105 °C烘箱內(nèi)干燥2?3h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷；
(4)向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5gSi3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1000?1200 0C，保溫?zé)Y(jié)40?50min，然后將其取出放入500?600mL質(zhì)量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將本發(fā)明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機(jī)更換截齒的時(shí)間，較常規(guī)的截齒，更換時(shí)間延長了 I?2年。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩(wěn)定性好、高溫耐磨性幾乎無變化；
(2)本發(fā)明通過加入納米結(jié)構(gòu)陶瓷使力學(xué)性能得到了增強(qiáng)，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實(shí)現(xiàn)了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發(fā)明操作簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?I Og碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內(nèi)干燥6?7h，得到粉料;再稱取5?8g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應(yīng)4?5h，得到反應(yīng)物;將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105°C烘箱內(nèi)干燥2?3h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷；向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5g Si3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1000?1200 °C，保溫?zé)Y(jié)40?50min，然后將其取出放入500?600mL質(zhì)量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
[0009]實(shí)例I
首先依次稱取6g氧化硅晶須、3g氧化鈦晶須、8g碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入10mL去離子水中，和鋯球球磨2h，得到漿料，將漿料置于95°C烘箱內(nèi)干燥6h，得到粉料;再稱取5g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到100目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在700°C、壓力為20MPa，攪拌反應(yīng)4h，得到反應(yīng)物;將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在(TC，攪拌20min，得到固體，將固體置于95°C烘箱內(nèi)干燥2h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷；向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入5g還原鐵粉、1g二硼化鈦、5g鋁粉、3g Si3N4、2g鎂粉、Ig鎳粉，攪拌1min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1000°C，保溫?zé)Y(jié)40min，然后將其取出放入500mL質(zhì)量濃度為10%娃酸鈉溶液中，放置1min后取出，即可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
[0010]將本發(fā)明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機(jī)更換截齒的時(shí)間，較常規(guī)的截齒，更換時(shí)間延長了I年。
[0011]實(shí)例2
首先依次稱取7g氧化硅晶須、4g氧化鈦晶須、9g碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入150mL去離子水中，和鋯球球磨2.5h，得到漿料，將漿料置于100 V烘箱內(nèi)干燥6.5h，得到粉料;再稱取7g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到150目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌8min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在7500C、壓力為25MPa，攪拌反應(yīng)4.5h，得到反應(yīng)物;將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在3°C，攪拌25min，得到固體，將固體置于100°C烘箱內(nèi)干燥2.5h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷；向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入8g還原鐵粉、15g二硼化鈦、6g招粉、4g Si3N4、3g鎂粉、2g鎳粉，攪拌15min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1100°C，保溫?zé)Y(jié)45min，然后將其取出放入550mL質(zhì)量濃度為15%娃酸鈉溶液中，放置15min后取出，S卩可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
[0012]將本發(fā)明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機(jī)更換截齒的時(shí)間，較常規(guī)的截齒，更換時(shí)間延長了 1.5年。
[0013]實(shí)例3
首先依次稱取8g氧化硅晶須、5g氧化鈦晶須、1g碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入200mL去離子水中，和鋯球球磨3h，得到漿料，將漿料置于105 V烘箱內(nèi)干燥7h，得到粉料;再稱取8g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在800°C、壓力為30MPa，攪拌反應(yīng)5h，得到反應(yīng)物;將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在5°C，攪拌30min，得到固體，將固體置于105°C烘箱內(nèi)干燥3h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷；向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入1g還原鐵粉、20g二硼化鈦、7g鋁粉、5g Si3N4、4g鎂粉、3g鎳粉，攪拌20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1200°C，保溫?zé)Y(jié)50min，然后將其取出放入600mL質(zhì)量濃度為20%硅酸鈉溶液中，放置20min后取出，即可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
[0014]將本發(fā)明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機(jī)更換截齒的時(shí)間，較常規(guī)的截齒，更換時(shí)間延長了2年。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米復(fù)合耐磨合金的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?IOg碳化硅晶須，加入到磨球機(jī)中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內(nèi)干燥6?7h，得到粉料； (2)稱取5?8g玻璃，用粉碎機(jī)粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應(yīng)釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應(yīng)4?5h，得到反應(yīng)物； (3)將上述反應(yīng)物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105 °C烘箱內(nèi)干燥2?3h，得到納米結(jié)構(gòu)陶瓷； (4)向上述納米結(jié)構(gòu)陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5gSi3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，控制溫度在1000?1200 0C，保溫?zé)Y(jié)40?50min，然后將其取出放入500?600mL質(zhì)量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復(fù)合耐磨合金。
【文檔編號】C22C47/06GK105925920SQ201610468638
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月25日
【發(fā)明人】袁春華, 孟浩影
【申請人】袁春華