CN102505097B - 一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料及其制备方法，其材料配方按重量百分比计算为：铁76-78，铬14-17，铌4-6，铝1-1.5，石墨0.5-2，其中：所述的铁铬组元以预合金粉末的形式加入，所述的铁、铌、铝和石墨以单质形式加入。其制备方法包括配料、混料、成型、烧结、热处理、机加工六个步骤。本发明制备的混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料具有良好的耐磨耐蚀性能，其制备方法简单可行，制得的耐磨耐蚀衬套材料，其耐磨性能和耐腐蚀性能良好，可满足现有混凝土泵车的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，本发明还涉及该衬套材料的制备方法。属于耐磨合金材料制备技术领域。
背景技术
现有混凝土泵车用衬套材料通常是采用热处理轴承钢，由于其合金元素含量较低，在使用过程中无法抵御来自混凝土浆料的腐蚀和砂粒的磨损作用，因而使用寿命短可靠性低，后续维护保养及更换的成本高。
随着工程机械行业的发展，对于在混凝土浆料环境下工作的耐磨材料提出了更高的要求。通过研究开发一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，有助于解决腐蚀条件下的耐磨问题，也为开发出应用于腐蚀性气体、液体介质和砂浆等特殊工况的产品提供了材料制备方案。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种在混凝土泵车使用环境中具有良好耐磨耐蚀性能的衬套材料。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种该耐磨耐蚀性能的衬套材料的制备方法。
本发明一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，包括下述组分按重量百分比组成：
铁76-78，铬14-17，铌4-6，铝1-1.5，石墨0.5-2。
本发明一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的方法，包括如下步骤：
第一步：配料
按设计的合金组分配比称量铁、铬铁、铌、铝和石墨组分物料；
第二步：混料
将称量好的各物料混合均匀，得到混合料；
第三步：成型
称取混合料，倒入钢模中，压制压力500～700MPa，保压时间1-3秒，随后脱模得到压制毛坯；
第四步：烧结
在真空或氢气气氛环境中，将压制毛坯均匀加热到1150℃-1250℃，保温1-2小时，然后均匀冷却至250℃以下出炉，得到烧结坯；
第五步：热处理
将第四步所得烧结坯在1050-1100℃保温1-2小时，然后投入到机油中淬火，之后在250℃保温1-2小时进行回火处理。
本发明一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的方法中，所述的铬组元以铬铁预合金粉末的形式加入，所述铬铁预合金粉末的平均粒度为-200目；所述的铁、铌、铝和石墨以单质形式加入，其平均粒度分别为-200目、-200目、-300目、20μm。
本发明一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的方法中，所述混料在V型混料机中进行，混料时间120-180分钟。
本发明一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的方法中，所述均匀加热的加热速度为每分钟8-10℃；所述均匀冷却的冷却速度为每分钟6-8℃。
本发明的合金材料合金元素含量较高，因而力学性能和耐腐蚀性能良好。本发明的合金材料含有硬质颗粒铌和各种硬质弥散强化金属间化合物，因而耐磨性能良好。本发明的合金材料采用粉末冶金技术制备，可以减少机械加工量，节约原材料，因而制造成本适中。本发明由于采用上述组分配比及制备方法，制备的耐磨耐蚀衬套材料含有比例恰当的合金元素，组织均匀，相对于很多其它耐磨耐蚀衬套材料，在耐磨和耐蚀性能方面有较大的提高，而制造成本基本持平。
本发明具有以下优点：
1、具有良好的力学性能；
2、在使用过程中其耐磨耐蚀性能稳定可靠；
综上所述，本发明制备的凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料具有良好的力学性能和耐磨耐蚀性能，其制备方法简单可行，制得的耐磨耐蚀衬套材料可满足现有混凝土泵车的使用要求。
附图说明
附图1是本发明实施例1制备的耐磨耐蚀衬套材料的金相照片；
附图2是本发明实施例2制备的耐磨耐蚀衬套材料的金相照片；
附图3是本发明实施例3制备的耐磨耐蚀衬套材料的金相照片；
从附图1中可以看出，实施例1制备的耐磨材料微观组织结构为：马氏体基体和弥散硬质颗粒。
从附图2中可以看出，实施例2制备的耐磨材料微观组织结构为：马氏体基体、弥散硬质颗粒和孔隙。
从附图3中可以看出，实施例3制备的耐磨材料微观组织结构为：马氏体 基体、珠光体、渗碳体、弥散硬质颗粒和孔隙。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1.制备一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其中：铁78wt％，铬14wt％，铌6wt％，铝1.5wt％，石墨0.5wt％。其制备工艺包括如下步骤：将称量好的各物料投入V型混料机中混料时间180分钟；在钢模中压制毛坯，压制压力700MPa，保压时间3秒；在真空气氛环境中，加热速度为每分钟8-10℃将压制毛坯从室温升温均匀加热到1250℃，保温1.5小时，然后以冷却速度为每分钟6-8℃均匀冷却至温度低于250℃出炉；将所得烧结坯在1100℃保温1小时，然后快速投入到机油中淬火，之后在250℃保温2小时进行回火处理；将所得热处理产品按照图纸加工成所需衬套。
本实施例制备的混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的性能：密度6.85g/cm3，硬度390-420HB，抗弯强度1050-1200MPa；耐磨性能良好，与淬火轴承钢GCr15对偶磨损率1.6×10-14m3/N·m；耐蚀性能良好，在混凝土泥浆环境中无晶间腐蚀。
实施例2.制备一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其中：铁76wt％，铬16wt％，铌5wt％，铝1.5wt％，石墨1.5wt％，。其制备工艺包括如下步骤：将称量好的各物料投入V型混料机中混料时间140分钟；在钢模中压制毛坯，压制压力600MPa，保压时间3秒；在氢气气氛环境中，加热速度为每分钟8-10℃将压制毛坯从室温升温均匀加热到1200℃，保温1小时，然后以冷却速度为每分钟6-8℃均匀冷却至温度低于250℃出炉；将所得烧结坯在1070℃保温1.5小时，然后快速投入到机油中淬火，之后在250℃保温1.5小时进行回火处理；将所得热处理产品按照图纸加工成所需衬套。
本实施例制备的混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的性能：密度6.78g/cm3，硬度360-390HB，抗弯强度920-1050MPa；耐磨性能良好，与淬火轴承钢GCr15对偶磨损率2.0×10-14m3/N·m；耐蚀性能良好，在混凝土泥浆环境中无晶间腐蚀。
实施例3.制备一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其中：铁76wt％，铬17wt％，铌4wt％，铝1wt％，石墨2wt％。其制备工艺包括如下步骤：将称量好的各物料投入V型混料机中混料时间120分钟；在钢模中压制毛坯，压制压力500MPa，保压时间3秒；在氢气气氛环境中，加热速度为每分钟8-10℃将压制毛坯从室温升温均匀加热到1150℃，保温2小时，然后以冷却速度为每分钟6-8℃均匀冷却至温度低于250℃出炉；将所得烧结坯在1050℃保温2小时，然后快速投入到机油中淬火，之后在250℃保温1小时进行回火处理；将所得热处理产品按照图纸加工成所需衬套。
本实施例制备的混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料的性能：密度6.72g/cm3，硬度340-370HB，抗弯强度950-1100MPa；耐磨性能良好，与淬火轴承钢GCr15对偶磨损率2.5×10-14m3/N·m；耐蚀性能良好，在混凝土泥浆环境中无晶间腐蚀。
Claims (4)
1.一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，包括下述组分按重量百分比组成：
铁76-78，铬14－17，铌4－6，铝1-1.5，石墨0.5－2；
其制备方法，包括如下步骤：
第一步：配料
按设计的合金组分配比称量铁、铬铁、铌、铝和石墨组分物料；
第二步：混料
将称量好的各物料混合均匀，得到混合料；
第三步：成型
称取混合料，倒入钢模中，压制压力500～700MPa，保压时间1－3秒，随后脱模得到压制毛坯；
第四步：烧结
在真空或氢气气氛环境中，将压制毛坯均匀加热到1150℃－1250℃，保温1-2小时，然后均匀冷却至250℃以下出炉，得到烧结坯；
第五步：热处理
将第四步所得烧结坯在1050－1100℃保温1-2小时，然后投入到机油中淬火，之后在250℃保温1-2小时进行回火处理。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其特征在于：所述的铬组元以铬铁预合金粉末的形式加入，所述铬铁预合金粉末的平均粒度为-200目；所述的铁、铌、铝和石墨以单质形式加入，其平均粒度分别为-200目、-200目、-300目、20μm。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其特征在于：所述混料在V型混料机中进行，混料时间120-180分钟。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土泵车用耐磨耐蚀衬套材料，其特征在于：所述均匀加热的加热速度为每分钟8-10℃；所述均匀冷却的冷却速度为每分钟6-8℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN1743479A (zh) * | 2005-10-17 | 2006-03-08 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种采用主辅合金粉末冶金技术制造稀土超磁致伸缩材料的方法 |
| EP2055797A1 (en) * | 2006-08-23 | 2009-05-06 | Japan Science and Technology Agency | Iron-based alloy and process for producing the same |
| CN102019520A (zh) * | 2010-12-08 | 2011-04-20 | 燕山大学 | 轴齿类零部件免预热免热处理堆焊修复及再制造用特种药芯焊丝 |
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