CN101780536A - 一种铸钢表面复合耐磨合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸钢表面复合耐磨合金材料，属于耐磨损金属基复合材料领域，该合金材料含有50～150目的高碳铬铁粉、钼铁粉、钛铁粉、钒铁粉、稀土钙硅铁粉、粘结剂、熔剂、填充剂和挥发剂；各原料的重量份配比关系为：高碳铬铁粉50～56份，钼铁粉8～12份，钛铁粉4～6份，钒铁粉4～6份，稀土钙硅铁粉3～5份，粘结剂8～12份，熔剂5～9份、填充剂2～4份、挥发剂10～20份；所述的粘结剂为糊精，所述的熔剂为硼砂，所述的填充剂为碳化硅。本发明的铸钢表面复合耐磨合金材料与母材完全融为一体，且组织致密，并形成表面合金化，具有耐磨性能好，使用寿命长，机械性能优良，加工成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨损金属基复合材料领域，具体地说是一种铸钢表面复合耐磨合金材料。
背景技术
铸钢配件的磨损是机械设备最重要的失效方式，我国每年因磨损所消耗金属材料约500万吨以上，它不仅引起设备零配件失效，造成设备和人员的安全隐患事故，并导致工件更换和维修颇繁，工作效率降低，生产成本增加，而且消耗我国大量的能源和材料等。使铸钢配件表面合金化，从而加强铸钢配件在工作面时的易磨损部位达到更加耐磨损目的方法已经普遍使用，这种方法大大延长了铸钢配件的使用寿命，提高了工作效率。但是，目前铸钢配件表面使用的合金耐磨材料存在各种不足，使用效果不是很理想。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种铸钢表面复合耐磨合金材料。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，该合金材料原料含有50～150目的高碳铬铁粉、钼铁粉、钛铁粉、钒铁粉、稀土钙硅铁粉、粘结剂、熔剂、填充剂和挥发剂；
各原料的重量份配比关系为：高碳铬铁粉50～56份，钼铁粉8～12份，钛铁粉4～6份，钒铁粉4～6份，稀土钙硅铁粉3～5份，粘结剂8～12份，熔剂5～9份、填充剂2～4份、挥发剂10～20份；
所述的粘结剂为糊精，所述的熔剂为硼砂，所述的填充剂为碳化硅，所述的挥发剂为乙醇溶液；
加工方法如下：将上述各原料按重量份配比混合均匀，并加入配方量乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固完全干燥的预制合金膏剂块，其厚度为4～8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1560℃以上，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
该合金材料原料还含有50～150目的铜粉1.5～2.5份(重量份配比)。
该合金材料原料还含有50～150目的铝粉1.5～2.5份(重量份配比)。
该合金材料原料还含有50～150目的海绵锆铪粉1.5～2.5份(重量份配比)。
所述的硼砂的粒度为40～100目，碳化硅的粒度为30～50目。
本发明的铸钢表面复合耐磨合金材料与母材完全融为一体，且组织致密，并形成表面合金化，具有耐磨性能好，使用寿命长，机械性能优良，加工成本低的特点。
具体实施方式
实施例1：
取粒度为50目的高碳铬铁粉50kg、粒度为50目的钼铁粉8kg、粒度为50目的钛铁粉4kg、粒度为50目的钒铁粉4kg、粒度为50目的稀土钙硅铁粉3kg、糊精8kg，粒度为40目的硼砂5kg，粒度为30目的碳化硅2kg混合均匀，并加入10kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为4mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1560℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例2：
取粒度为100目的高碳铬铁粉53kg、粒度为100目的钼铁粉10kg、粒度为100目的钛铁粉5kg、粒度为100目的钒铁粉5kg、粒度为100目的稀土钙硅铁粉4kg、糊精10kg，粒度为70目的硼砂7kg，粒度为40目的碳化硅3kg混合均匀，并加入15kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为6mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1600℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例3：
取粒度为150目的高碳铬铁粉56kg、粒度为150目的钼铁粉12kg、粒度为150目的钛铁粉6kg、粒度为150目的钒铁粉6kg、粒度为150目的稀土钙硅铁粉5kg、糊精12kg，粒度为100目的硼砂9kg，粒度为50目的碳化硅4kg混合均匀，并加入20kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1650℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例4：
取粒度为100目的高碳铬铁粉53kg、粒度为100目的钼铁粉10kg、粒度为100目的钛铁粉5kg、粒度为100目的钒铁粉5kg、粒度为100目的稀土钙硅铁粉4kg、粒度为100目的铜粉2kg、糊精10kg，粒度为70目的硼砂7kg，粒度为40目的碳化硅3kg混合均匀，并加入15kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为6mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1600℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例5：
取粒度为50目的高碳铬铁粉50kg、粒度为50目的钼铁粉8kg、粒度为50目的钛铁粉4kg、粒度为50目的钒铁粉4kg、粒度为50目的稀土钙硅铁粉3kg、糊精8kg，粒度为50目的铜粉1.5kg、粒度为40目的硼砂5kg，粒度为30目的碳化硅2kg混合均匀，并加入10kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为4mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1580℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例6：
取粒度为150目的高碳铬铁粉56kg、粒度为150目的钼铁粉12kg、粒度为150目的钛铁粉6kg、粒度为150目的钒铁粉6kg、粒度为150目的稀土钙硅铁粉5kg、粒度为150目的铜粉2.5kg、糊精12kg，粒度为100目的硼砂9kg，粒度为50目的碳化硅4kg混合均匀，并加入20kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1650℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例7：
取粒度为50目的高碳铬铁粉50kg、粒度为50目的钼铁粉8kg、粒度为50目的钛铁粉4kg、粒度为50目的钒铁粉4kg、粒度为50目的稀土钙硅铁粉3kg、糊精8kg，粒度为50目的铝粉1.5kg、粒度为40目的硼砂5kg，粒度为30目的碳化硅2kg混合均匀，并加入10kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为4mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1580℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例8：
取粒度为100目的高碳铬铁粉53kg、粒度为100目的钼铁粉10kg、粒度为100目的钛铁粉5kg、粒度为100目的钒铁粉5kg、粒度为100目的稀土钙硅铁粉4kg、粒度为100目的铝粉2kg、糊精10kg，粒度为70目的硼砂7kg，粒度为40目的碳化硅3kg混合均匀，并加入15kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为6mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1600℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例9：
取粒度为150目的高碳铬铁粉56kg、粒度为150目的钼铁粉12kg、粒度为150目的钛铁粉6kg、粒度为150目的钒铁粉6kg、粒度为150目的稀土钙硅铁粉5kg、粒度为150目的铝粉2.5kg、糊精12kg，粒度为100目的硼砂9kg，粒度为50目的碳化硅4kg混合均匀，并加入20kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1650℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例10：
取粒度为50目的高碳铬铁粉50kg、粒度为50目的钼铁粉8kg、粒度为50目的钛铁粉4kg、粒度为50目的钒铁粉4kg、粒度为50目的稀土钙硅铁粉3kg、糊精8kg，粒度为50目的海绵锆铪粉1.5kg、粒度为40目的硼砂5kg，粒度为30目的碳化硅2kg混合均匀，并加入10kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为4mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1580℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例11：
取粒度为100目的高碳铬铁粉53kg、粒度为100目的钼铁粉10kg、粒度为100目的钛铁粉5kg、粒度为100目的钒铁粉5kg、粒度为100目的稀土钙硅铁粉4kg、粒度为100目的海绵锆铪粉2kg、糊精10kg，粒度为70目的硼砂7kg，粒度为40目的碳化硅3kg混合均匀，并加入15kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为6mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1600℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
实施例12：
取粒度为150目的高碳铬铁粉56kg、粒度为150目的钼铁粉12kg、粒度为150目的钛铁粉6kg、粒度为150目的钒铁粉6kg、粒度为150目的稀土钙硅铁粉5kg、粒度为150目的海绵锆铪粉2.5kg、糊精12kg，粒度为100目的硼砂9kg，粒度为50目的碳化硅4kg混合均匀，并加入20kg体积百分比浓度96％的乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固合金膏剂块，其厚度为8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1650℃，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
Claims (5)
1.一种铸钢表面复合耐磨合金材料，其特征在于该合金材料原料含有50～150目的高碳铬铁粉、钼铁粉、钛铁粉、钒铁粉、稀土钙硅铁粉、粘结剂、熔剂、填充剂和挥发剂；
各原料的重量份配比关系为：高碳铬铁粉50～56份，钼铁粉8～12份，钛铁粉4～6份，钒铁粉4～6份，稀土钙硅铁粉3～5份，粘结剂8～12份，熔剂5～9份、填充剂2～4份、挥发剂10～20份；
所述的粘结剂为糊精，所述的熔剂为硼砂，所述的填充剂为碳化硅，所述的挥发剂为乙醇溶液；
加工方法如下：将上述各原料按重量份配比混合均匀，并加入配方量乙醇溶液，搅拌均匀制作成合金膏剂；在铸型型腔内的相应易磨损而需加强部位贴固完全干燥的预制合金膏剂块，其厚度为4～8mm；快速浇注铸钢液，浇注温度1560℃以上，铸钢液浸透合金块的毛细孔隙，靠铸钢液的热量去熔化合金块，在凝固时熔合成为一体，即在铸钢配件相应部位形成表面耐磨合金。
2.根据权利要求1所述的铸钢表面复合耐磨合金材料，其特征在于该合金材料原料还含有50～150目的铜粉1.5～2.5份(重量份配比)。
3.根据权利要求1所述的铸钢表面复合耐磨合金材料，其特征在于该合金材料原料还含有50～150目的铝粉1.5～2.5份(重量份配比)。
4.根据权利要求1所述的铸钢表面复合耐磨合金材料，其特征在于该合金材料原料还含有50～150目的海绵锆铪粉1.5～2.5份(重量份配比)。
5.根据权利要求1所述的铸钢表面复合耐磨合金材料，其特征在于所述的硼砂的粒度为40～100目，碳化硅的粒度为30～50目。
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