CN101705445A - 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法 - Google Patents

一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101705445A
CN101705445A CN200910218979A CN200910218979A CN101705445A CN 101705445 A CN101705445 A CN 101705445A CN 200910218979 A CN200910218979 A CN 200910218979A CN 200910218979 A CN200910218979 A CN 200910218979A CN 101705445 A CN101705445 A CN 101705445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
sic particle
manganese steel
high manganese
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910218979A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101705445B (zh
Inventor
马幼平
杨蕾
李秀兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN2009102189799A priority Critical patent/CN101705445B/zh
Publication of CN101705445A publication Critical patent/CN101705445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101705445B publication Critical patent/CN101705445B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法，该方法首先对SiC颗粒进行表面处理，然后制备消失模模样，并在消失模模样相应于零件的磨损面覆加SiC颗粒膏块，对处理后的模样按照常规消失模浇铸工艺进行造型、涂覆涂料，浇注时采取负压实型铸造工艺，选用高锰钢作为浇铸基体材料，并将浇铸温度控制在1350℃，浇注后空冷20min。铸型经冷却、脱型、清理后获得烧结较好的表面高锰钢基SiC颗粒复合层。采用本发明的方法制备的高锰钢复合材料，提高了整体强度和硬度，使零件在使用过程中的耐磨表面减少磨损，提高耐磨性，提高寿命。其工艺简单，适用性强，可广泛应用于冶金、矿山、建材等诸多行业。

Description

一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于金属基复合材料技术领域，特别涉及一种高锰钢表面陶瓷复合材料的制备方法。
背景技术
高锰钢作为一种传统的高韧性耐磨材料，已经被广泛应用于冶金、矿山、建材等诸多行业，世界年消耗量也达10万多t。在实际生产中，工件常要承受更为复杂的磨损工况，工件的磨损面既要承受磨损还要承受冲击载荷的作用。这就从客观上要求耐磨件不仅在工作面的表层一定厚度内具有高的硬度来提供足够的抗切削磨损性能，还要求整个工件本身具有足够好的韧性。而任何单一的材料都很难同时具备高的硬度和好的塑韧性能，以达到上述工况条件下所要求的综合性能。这就使得表面强化技术显示出了其无可比拟的优越性。高锰钢的高耐磨性自其高的冷加工硬化能力，然而，在冲击载荷不足以使其产生应变硬化的工况条件下，高锰钢就显得不耐磨了。如果在高锰钢较软的奥氏体基体中存在一定数量的硬质相，将有利于提高材料整体的耐磨性。这样既可以保持奥氏体的高韧性又可以保证高锰钢的耐磨性特点。
发明内容
为了研究力求使得铸渗复合工艺简单化、成本最小化，并最终实现其在各种磨损工况下实际应用，本发明的目的是提供一种高锰钢复合材料的制备方法，该方法制备的高锰钢复合材料是通过铸渗复合，在磨损工件表面制备具有一定厚度的表面耐磨复合层，使表面一定厚度内获得烧结良好的高锰钢与SiC颗粒复合层。既保持了高锰钢基体良好的塑韧性能，也增强了表面的耐磨损性能，从而获得内韧外硬、综合性能优良的表面复合材料。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一，对SiC颗粒进行表面处理；
步骤二，制备消失模模样；
步骤三，在消失模模样相应于零件的磨损面涂覆SiC颗粒，浇铸系统之间使用聚醋酸乙烯乳液进行粘结；
步骤四，粘结浇铸系统后，对模样进行表面耐火涂料的刷涂工作；
步骤五，对处理后的模样按照常规消失模浇铸工艺进行造型、涂覆涂料。
步骤六，选用高锰钢作为浇铸基体材料，浇注温度控制在1350℃，浇铸完成后将铸件从沙箱中取出，经空冷、脱型、清理后获得烧结较好的表面高锰钢基SiC颗粒复合层。
采用本发明的方法制备的高锰钢复合材料，提高了整体强度和硬度，使零件在使用过程中的耐磨表面减少磨损，提高耐磨性，提高寿命。其工艺简单，适用性强可广泛应用于冶金、矿山、建材等诸多行业。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是采用本发明制备的高锰钢复合材料的具体模样尺寸、涂覆位置及涂覆厚度示意图；图2中所标尺寸单位为mm。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1，按照本发明的高锰钢复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一，对SiC颗粒进行表面处理；
步骤二，制备消失模模样；
步骤三，在消失模模样的待复合面覆加SiC颗粒膏块；
步骤四，对处理后的模样按照常规消失模浇铸工艺进行涂料涂覆、造型；
步骤五，选用高锰钢作为浇铸基体材料，浇注温度控制在1350℃，浇铸完成后将铸件从沙箱中取出，经空冷、脱型、清理后获得烧结较好的表面高锰钢基SiC颗粒复合层。
以下是发明人给出的实施实例，本发明不限于该实施例，在本发明给出的范围内，均能制造出合格的高锰钢表面复合材料。
首先选购工业用36目SiC颗粒(绿色)，为避免微量杂质的混入影响后续表面处理效果，首先对SiC颗粒进行丙酮溶液超声波清洗，具体清洗步骤为：
1、将SiC颗粒置于烧杯中；
2、烧杯中加入适量丙酮溶液后放入超声波清洗机清洗5min；
3、蒸馏水漂洗；
4、冷风吹干收藏备用。
按照所制备的零件尺寸，通过计算取适量清洗后的SiC颗粒进行表面氧化处理：
1)将SiC颗粒置于清洁的陶瓷盘上均匀铺平；
2)放入加热炉中，以5～10℃/min的速度缓慢升温至1200℃；
3)保温10h；
4)以5～10℃/min的速度缓慢降温至室温。
将经过表面处理的碳化硅颗粒用粘结剂涂覆于聚苯乙烯泡沫模样的待复合表面，形成SiC颗粒膏块。具体模样尺寸、涂覆位置及涂覆厚度见图2，即：模样尺寸为60×20×20mm，其中碳化硅颗粒复合层的高度5mm。选择浓度为5wt％的聚乙烯醇(PVA)水溶液作为颗粒粘结剂。浇铸系统之间使用聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)进行粘结。
粘结浇铸系统后，对模样进行表面耐火涂料的刷涂工作，本实施例所选用的涂料中所含Si2O颗粒为80目，共涂覆三次，每次涂覆后自然风干1.5～2h，最终涂层厚度为0.6～1mm。
然后将模型埋入干砂中，振实后在负压状态下浇铸。采用负压实型铸渗(V-EPC)工艺对零件进行浇铸。浇铸用高锰钢作为浇铸基体材料，其合金成分见表1。
表1选用高锰钢合金成分表(wt％)
  Mn   Si   Mo   C   P   S
  14.6   0.82   0.5   1.05   0.081   0.037
浇注温度控制在1350℃，浇铸完成后将铸件从沙箱中取出，空冷20min。
铸型经冷却、脱型、清理后在原涂覆表面获得了分布均匀且具有5mm厚度均匀瓷颗粒复合层。

Claims (5)

1.一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一，对SiC颗粒进行表面处理；
步骤二，制备消失模模样；
步骤三，在消失模模样相应于零件的磨损面覆加SiC颗粒膏块；
步骤四，对处理后的模样按照常规消失模浇铸工艺进行造型、涂覆涂料；
步骤五，选用高锰钢作为浇铸基体材料，浇注温度控制在1350℃，浇铸完成后将铸件从沙箱中取出，经空冷、脱型、清理后在原涂覆表面获得烧结较好的表面高锰钢基SiC颗粒复合层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的SiC颗粒表面处理的方法是：
1)将SiC颗粒置于清洁的陶瓷盘上均匀铺平；
2)放入加热炉中，以5～10℃/min的速度缓慢升温至1200℃；
3)保温10h；
4)以5～10℃/min的速度缓慢降温至室温。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的SiC颗粒的粒度为40目。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高锰钢的锰含量为15％，碳含量为1％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浇注后空冷时间为20min。
CN2009102189799A 2009-11-16 2009-11-16 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法 Expired - Fee Related CN101705445B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102189799A CN101705445B (zh) 2009-11-16 2009-11-16 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102189799A CN101705445B (zh) 2009-11-16 2009-11-16 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101705445A true CN101705445A (zh) 2010-05-12
CN101705445B CN101705445B (zh) 2011-08-31

Family

ID=42375696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102189799A Expired - Fee Related CN101705445B (zh) 2009-11-16 2009-11-16 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101705445B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105383112A (zh) * 2015-12-21 2016-03-09 常熟市佳泰金属材料有限公司 耐烧蚀金属基复合材料
CN107723626A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 常州西夏墅东方工具有限公司 一种耐磨铁基表面复合材料的制备方法
CN108817310A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 山西中条山机电设备有限公司 一种铸渗涂料及制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105383112A (zh) * 2015-12-21 2016-03-09 常熟市佳泰金属材料有限公司 耐烧蚀金属基复合材料
CN107723626A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 常州西夏墅东方工具有限公司 一种耐磨铁基表面复合材料的制备方法
CN108817310A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 山西中条山机电设备有限公司 一种铸渗涂料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101705445B (zh) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101837444B (zh) 一种高锰钢基SiC陶瓷颗粒复合材料的制备方法
CN104439192B (zh) 一种蜂窝状陶瓷‑金属复合材料立磨磨辊制备方法
CN103769563B (zh) 一种活性元素烧结zta颗粒增强钢铁基复合磨辊及磨盘的制备方法
CN103785841B (zh) 一种浆料涂挂zta增强钢铁基复合耐磨件的制备方法
CN100509213C (zh) 制备颗粒增强金属基表面复合材料的真空实型铸渗方法
CN103769562B (zh) 一种活性元素烧结zta颗粒增强钢铁基复合锤头的制备方法
CN103203428B (zh) 消失模铸造复合耐磨件及其铸造方法
CN103667876B (zh) 一种多金属复合耐磨弯头管及其制备方法
CN201244658Y (zh) 一种可重复利用的消失模防变形拉筋
CN106978561A (zh) 一种呈柱状体搭接结构的预制体及利用该预制体制备局域化增强复合材料的方法
CN101905185B (zh) 一种破碎机用原位陶瓷局部增强复合材料锤头及制备方法
CN101698230B (zh) 表面复合烧结机炉篦条的制备方法
CN101705445B (zh) 一种高锰钢基SiC颗粒表面复合材料的制备方法
CN104801695A (zh) 一种常压铸渗法制备灰铸铁基表层耐磨复合材料的方法
CN108160923A (zh) 一种颗粒增强铁基超耐磨斗齿的制备方法
CN107602146A (zh) 一种陶瓷预制体的制备方法
CN107552767A (zh) 一种新型耐磨斗齿的制作工艺
CN110773720B (zh) 一种陶瓷增强耐磨件的制备方法及陶瓷增强耐磨件
CN101797636B (zh) 一种钢基SiC陶瓷颗粒复合材料的制备方法
CN111054903A (zh) 一种具有空间网格状陶瓷金属复合层的耐磨件及其制备方法
CN107214319A (zh) 一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法
CN208510626U (zh) 一种新型熔射式不粘锅
CN109262477B (zh) 一种陶瓷金属复合结合剂、利用其得到的金刚石修整滚轮及该滚轮的制备方法
CN104550723A (zh) 双金属复合锤头的消失模铸造工艺
CN102310183A (zh) 一种高耐磨铁基复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110831

Termination date: 20131116