CN104264029A

CN104264029A - 一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金及其制备工艺

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Publication number: CN104264029A
Application number: CN201410535131.XA
Authority: CN
Inventors: 韩阳; 韩亚玲; 张爱玲; 张志涛; 毛亚男; 刘伟男
Original assignee: Shenyang University of Technology
Current assignee: Shenyang University of Technology
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2034-10-13
Also published as: CN104264029B

Abstract

本发明涉及一种用于耐磨钢的纳米复合陶瓷耐磨合金及其制备工艺，该耐磨合金由陶瓷粉料与金属粉料复合而成；其中陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O及Y₂O₃组成，它们的重量之和占耐磨合金总重量的6～38%；金属粉料为还原铁粉、镍-铬粉、锰、铝、镁粉料混合而成，加入量占耐磨合金总重量的62～94%；通过混合、制坯、氧化和烧结等工序制成耐磨合金。本发明解决了耐磨钢部件服役寿命短的技术难题；同时也可以减少耐磨钢的消耗。

Description

一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金（简称：耐磨合金，下同）及其制备工艺，特别是一种用于耐磨钢中的新型合金和它的制备方法。

背景技术

耐磨钢铸件在矿山、建筑、机械等领域起着重要作用。每年因磨损导致材料产生巨大消耗，同时因耐磨工件服役寿命短、频繁更换部件也使得成套设备效率大大降低。普遍认为WC对提高钢的耐磨性非常有效，但因其密度比钢高出一倍而发生强烈偏析，导致耐磨性严重不均。本发明把这种高耐磨性高密度的原料制成合金，再把合金加入到铸钢件中，通过这种方式有效解决了偏析问题。本发明的产品——耐磨合金，将对提高铸钢件耐磨性产生重要作用。

发明内容

发明目的

本发明提供一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金及其制备工艺，其目的是为了解决耐磨钢部件服役寿命短的技术难题；同时也可以减少耐磨钢的消耗。

技术方案

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，其特征在于：该耐磨合金由纳米级陶瓷粉料与多种金属粉料复合制备而成；纳米级陶瓷粉料占耐磨合金总重量的6～38%，金属粉料占耐磨合金总重量的62～94%。

所述的纳米陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃组成，纳米陶瓷粉的颗粒尺寸为80～500nm；它们的重量之和占耐磨合金总重量的6～38%，它们的重量比例关系为：WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃= 1：（0.05～0.15）：（0.03～0.32）：（0.01～0.25）：（0.01～0.15）；其中：WC中允许有5%的游离碳元素；TiC颗粒尺寸小于0.5μm；WC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃粉料的颗粒尺寸均为纳米级。

所述的金属粉料为还原铁粉、镍-铬复合粉、锰粉、铝粉、镁粉混合而成，加入量占耐磨合金总重量的62～94%；混合的金属粉料的质量比为还原铁粉：镍-铬复合粉：铝粉：锰粉：镁粉＝1:（0.35～0.75）：0.01：0.01：0.005。

制得的耐磨合金密度为6.25～8.69g/cm³，熔点为1450～1580℃。

一种如上所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：

（1）首先制备一种胶液，所用原料为聚乙烯醇缩丁醛与无水乙醇，其比例为1升无水乙醇加入25～45克聚乙烯醇缩丁醛；按上述比例取各种原料；取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃，与一定量的无水乙醇混合，在无水乙醇中搅拌成为悬浮液状态，用超声波分散成单颗粒状态，将其倒入预先配制好的胶液中，开始时缓慢搅拌，然后将其它金属粉料加入到搅拌器中，加料的顺序是：先加入密度较小的金属粉，后加入高密度金属，然后快速搅拌8～20小时；取出料浆在真空条件下干燥，再通过球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体；

（2）将该坯体做排塑处理，即利用普通电炉，在空气条件下将坯体加热到200～600℃之间，保温60～300分钟，使金属颗粒表面形成一层氧化膜，同时排出胶体聚乙烯醇缩丁醛；

（3）然后对坯体进行烧结，烧结是在气氛保护条件下完成，保护气体为氩气或氮气，烧结温度为900～1350℃，保温30～240分钟，烧结后将烧结体制成粉末，即为耐磨合金成品。

在纳米级陶瓷粉料配制的胶液中，开始时缓慢搅拌的转速是80～120转/min；加入全部金属粉料后，将搅拌机转速调到300～600转/min。

无水乙醇用量由粉料密度决定，一般每100g粉料加入无水乙醇150～300ml。

超声波震荡的时间为15min，震荡过程要求悬浮液液面不断溅起液滴。

优点及效果

本发明具有如下优点及有益效果：

通过本发明技术方案的实施，能够解决传统的耐磨钢铸件中的耐磨相在显微组织中严重偏析，在服役过程中耐磨性和硬度严重不均匀等方面的问题。

本发明的产品——纳米复合耐磨合金使用方便，在铸钢熔炼过程中加入钢水中即可；可为铸钢生产厂家产品提高耐磨性，延长服役寿命，降低成本。

通过实验证实，所制备的耐磨合金，用在耐磨铸钢件上，铸钢件的耐磨性超过目前正在服役的工件；如煤矿采煤机截齿，将耐磨合金加在铸造的截齿体中，有效提高了耐磨性，可以减少采煤机更换截齿的时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为加入耐磨合金的铸钢样品场发射电镜图；其中图1（a）为WC的分布图，图1（b）为镍元素的分布图。

图2为放大6万倍的铸钢样品的显微组织结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明目的是研究一种纳米复合耐磨合金材料，使之具有与耐磨钢相近的熔点和密度。当钢水熔化后，将该耐磨合金加入并熔于耐磨钢中，随后即可进行浇铸。由于减少了耐磨部件制造过程中的强化处理工序，因此有效降低了耐磨钢部件的成本。在研究过程中，必须解决三个重要问题：一是耐磨合金的熔点必须与耐磨钢的熔点相近，如果熔点差异过大，耐磨合金无法充分熔解，影响钢的组织均匀性，对提高耐磨性不利。二是耐磨合金的密度必须与耐磨钢的密度相近，如果密度相差过大，耐磨合金沉入钢水中或浮在钢水表面，很难均匀熔入钢水中，凝固后将形成成分偏析，导致耐磨性降低。三是耐磨合金所有组元都不能影响耐磨钢的工艺性能，如果对熔炼或浇铸过程产生不良影响，耐磨钢生产厂家就不愿意使用，将会影响该产品的推广。

本发明为一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，该耐磨合金由由纳米级陶瓷粉料与多种金属粉料混合粉复合制备而成。所述的纳米陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃组成，纳米陶瓷粉的颗粒尺寸为80～500nm；它们的重量之和占耐磨合金总重量的6～38%，它们的重量比例关系为：WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃= 1：（0.05～0.15）：（0.03～0.32）：（0.01～0.25）：（0.01～0.15）；其中：WC中有大约5%的游离碳元素；TiC颗粒尺寸小于0.5μm；WC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃粉料的颗粒尺寸均为纳米级。所述的金属粉料为还原铁粉、镍-铬粉、锰、铝、镁粉料混合而成，加入量占耐磨合金总重量的62～94%；铁、镍-铬、铝、锰、镁粉料混合的比例为还原铁粉：镍-铬粉：铝粉、锰粉、镁粉＝1:（0.35～0.75）：0.01：0.01：0.005。

制得的耐磨合金密度为6.25～8.69g/cm³，熔点为1450～1560℃。

上述技术方案是通过大量的实验获得，通过添加纳米陶瓷粉料、不同熔点、不同密度的金属粉料，使耐磨合金与耐磨钢的熔点相近、密度相近。其中的镁、铝粉料密度低，可以适当降低耐磨合金的密度；在合成过程中这两种金属形成氧化物，又具有良好的耐磨性；合成过程还能放热，促使合成工序顺利进行。

本发明用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，该制备工艺按下述步骤进行：按设计的比例称取各原料，首先采用聚乙烯醇缩丁醛（代号为PVB）+无水乙醇以1升无水乙醇加入20～45克PVB的比例配制具有一定黏度的胶状液体；按预先设计的比例称取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃，与一定量的无水乙醇混合，在无水乙醇中搅拌成为悬浮液状态，用超声波分散成单颗粒状态（超声波震荡的时间为15min，震荡过程要求悬浮液液面不断溅起液滴），将其倒入预先配制好的胶液中，开始时缓慢搅拌；然后将其它金属粉料加入到搅拌器中，加料的顺序是：先加入密度较小的金属粉，后加入高密度金属，然后快速搅拌8～20小时；取出料浆在真空条件下干燥，再通过球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体。将该坯体做排塑处理，即利用普通电炉，在空气条件下将坯体加热到200～600℃之间，保温60～300分钟，将加入的塑化剂胶体（即聚乙烯醇缩丁醛）排出；同时使那些金属颗粒表面形成一层氧化膜。烧结是在气体保护条件下完成，使用硅碳棒电阻炉，保护气体为氩气或氮气，烧结温度为900～1350℃，保温30～240分钟。烧结结束后采用粉碎和球磨方式将烧结体制成粉末，即为耐磨合金成品。

无水乙醇用量由粉料密度决定，一般每100g粉料加入无水乙醇150～300ml；密度大的粉料加入无水乙醇时取下限，密度小的粉料加入无水乙醇时取上限。

实施例1：

本发明是一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，该耐磨合金由纳米陶瓷粉料、金属粉料复合制备而成。配制的耐磨合金总重量为5000g，各种原料比例是：纳米陶瓷粉料总重量1000g，其中WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃的比值为1:0.1:0.2:0.2:0.1，后面四项重量之和为375g；其余为纳米WC粉料。金属粉料中的比例为还原铁粉：镍-铬复合粉：铝粉、锰粉、镁粉＝1:0.5：0.025（0.01+0.01+0.005）；其中铝、锰、镁粉料重量之和为65.57g；还原铁粉2622.95g，镍-铬粉1311.48g。

制备工艺按下述步骤进行：首先配置“PVB+无水乙醇”胶状溶液；按设计比例称取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O及Y₂O₃，与无水乙醇混合后用超声波分散成单颗粒状态，每100g粉料加入无水乙醇180ml，然后将其倒入预先加了“PVB+无水乙醇胶液”的搅拌器中缓慢搅拌，（转速不超过120转/min）；然后加入其它金属粉料，再将搅拌机转速调到300转/min以上，搅拌12小时。将料浆在真空条件下干燥、球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体。将该坯体置于普通电炉中做氧化处理，即在有空气条件下将坯体加热到450℃，保温250min，使那些金属颗粒表面形成一层厚度为纳米级的氧化膜。烧结是在氮气保护条件下完成，在1200℃烧结，保温100分钟。烧结结束后采用粉碎和球磨方式将块状合金制成粉末，即为耐磨合金成品。

实施例2：

本发明属于一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，该耐磨合金由纳米陶瓷粉料、金属粉料复合制备而成。配制的耐磨合金总重量为5000g，各种原料比例是：纳米陶瓷粉料总重量1000g，其中WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃的比值为1: 0.15 : 0.25 : 0.25 : 0.15，后面四项重量之和为444.44g；其余为纳米WC粉料。金属粉料中的比例为：还原铁粉：镍-铬复合粉：铝粉、锰粉、镁粉＝1:0.7：0.025（0.01+0.01+0.005）；其中铝、锰、镁粉料重量之和为57.97g；还原铁粉2318.84g，镍-铬复合粉1623.19g。

制备工艺按下述步骤进行：首先配置“PVB+无水乙醇”胶状溶液；按设计比例称取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O及Y₂O₃，与无水乙醇混合后用超声波分散成单颗粒状态，然后将其倒入预先加了“PVB+无水乙醇胶液”的容器中用搅拌器缓慢搅拌，（转速不超过120转/min）；然后加入其它金属粉料，再将搅拌机转速调到300转/min以上，搅拌12小时。将料浆在真空条件下干燥、球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体。将该坯体置于普通电炉中做氧化处理，即在有空气条件下将坯体加热到450℃，保温250min，使那些金属颗粒表面形成一层厚度为纳米级的氧化膜。烧结是在氮气保护条件下完成，在1200℃烧结，保温100分钟。烧结结束后采用粉碎和球磨方式将块状合金制成粉末，即为耐磨合金成品。

实施例3：

一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，该耐磨合金由由纳米级陶瓷粉料与多种金属粉料混合粉复合制备而成。所述的纳米陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃组成，纳米陶瓷粉的颗粒尺寸为80～500nm；它们的重量之和占耐磨合金总重量的6%，它们的重量比例关系为：WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃= 1：0.05：0.32：0.01：0.01；WC中可有5%的游离碳元素；TiC颗粒尺寸小于0.5μm；WC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃粉料的颗粒尺寸均为纳米级。所述的金属粉料为还原铁粉、镍-铬粉、锰、铝、镁粉料混合而成，加入量占耐磨合金总重量的94%；铁、镍-铬、铝、锰、镁粉料混合的比例为铁粉：镍-铬粉：铝粉、锰粉、镁粉＝1: 0.35：0.01：0.01：0.005。

上述耐磨合金的制备工艺如下：首先制备胶液，所用原料为聚乙烯醇缩丁醛与无水乙醇，其比例为1升无水乙醇加入25克聚乙烯醇缩丁醛；按上述比例取各种原料；取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃，与一定量的无水乙醇混合，在无水乙醇中搅拌成为悬浮液状态，用超声波分散成单颗粒状态，将其倒入预先配制好的胶液中，开始时缓慢搅拌，然后将其它金属粉料加入到搅拌器中，加料的顺序是：先加入密度较小的金属粉，后加入高密度金属，然后快速搅拌8小时；取出料浆在真空条件下干燥，再通过球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体；

（2）将该坯体做排塑处理，即利用普通电炉，在空气条件下将坯体加热到200℃之间，保温300分钟，使金属颗粒表面形成一层氧化膜，同时排出胶体聚乙烯醇缩丁醛；

（3）然后对坯体进行烧结，烧结是在气氛保护条件下完成，保护气体为氩气，烧结温度为900℃，保温240分钟，烧结后将烧结体制成粉末，即为耐磨合金成品。

在纳米级陶瓷粉料配制的胶液中，开始时缓慢搅拌的转速是80转/min；加入全部金属粉料后，将搅拌机转速调到300转/min。

无水乙醇用量由粉料密度决定，一般每100g粉料加入无水乙醇150ml。

实施例4：

一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，该耐磨合金由纳米级陶瓷粉料与多种金属粉料混合粉复合制备而成。所述的纳米陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃组成，纳米陶瓷粉的颗粒尺寸为80～500nm；它们的重量之和占耐磨合金总重量的38%，它们的重量比例关系为：WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃= 1：0.1：0.03：0.1：0.08；WC中可有大约5%的游离碳元素；TiC颗粒尺寸小于0.5μm；WC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃粉料的颗粒尺寸均为纳米级。所述的金属粉料为还原铁粉、镍-铬粉、锰、铝、镁粉料混合而成，加入量占耐磨合金总重量的62%；铁、镍-铬、铝、锰、镁粉料混合的比例为铁粉：镍-铬粉：铝粉、锰粉、镁粉＝1:0.75：0.01：0.01：0.005。

上述耐磨合金的制备工艺如下：首先制备胶液，所用原料为聚乙烯醇缩丁醛与无水乙醇，其比例为1升无水乙醇加入45克聚乙烯醇缩丁醛；按上述比例取各种原料；取纳米级陶瓷粉料WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃，与一定量的无水乙醇混合，在无水乙醇中搅拌成为悬浮液状态，用超声波分散成单颗粒状态，将其倒入预先配制好的胶液中，开始时缓慢搅拌，然后将其它金属粉料加入到搅拌器中，加料的顺序是：先加入密度较小的金属粉，后加入高密度金属，然后快速搅拌20小时；取出料浆在真空条件下干燥，再通过球磨和筛分，得到混合均匀的粉料；将粉料压制成坯体；

（2）将该坯体做排塑处理，即利用普通电炉，在空气条件下将坯体加热到600℃之间，保温60分钟，使金属颗粒表面形成一层氧化膜，同时排出胶体聚乙烯醇缩丁醛；

（3）然后对坯体进行烧结，烧结是在气氛保护条件下完成，保护气体为氩气或氮气，烧结温度为1350℃，保温30分钟，烧结后将烧结体制成粉末，即为耐磨合金成品。

在纳米级陶瓷粉料配制的胶液中，开始时缓慢搅拌的转速是120转/min；加入全部金属粉料后，将搅拌机转速调到600转/min。

无水乙醇用量由粉料密度决定，一般每100g粉料加入无水乙醇300ml。

实施例5：

制备胶液时1升无水乙醇加入35克聚乙烯醇缩丁醛；在纳米级陶瓷粉料配制的胶液中，开始时缓慢搅拌的转速是100转/min；加入全部金属粉料后，将搅拌机转速调到400转/min；其他条件同实施例3。

用上述配方制得的耐磨合金物理性能如下：

制得的耐磨合金密度为6.25～8.69g/cm³，熔点为1450～1560℃。

关于耐磨合金是否可以有效提高耐磨钢的耐磨性，需将该合金加入到铸钢件中，检测耐磨钢样品的耐磨性能。如下实验例对耐磨钢的性能作了说明：

实验例1

铸造过程耐磨合金的使用方法：在100kg的感应电炉中进行铸造熔炼实验。铸钢的基体成分比照40CrNi2Mo进行配料，分别加入耐磨合金3%，5%和8%三个方案。采用如下添加方法：

按照正常工艺熔炼钢水，待完全熔融后除渣，再将本发明的耐磨合金加到电炉中，然后提高温度30～50℃后，使耐磨合金完全熔化；待熔化均匀后进行浇铸，冷却后即得到铸钢样品。

铸钢件样品编号规则是：在耐磨钢中添加了本说明书中实施例1所制备的耐磨合金，耐磨钢的编号分别为A1-2、A1-5，A1-8；在耐磨钢中添加了本说明书中实施例2所制备的耐磨合金，耐磨钢的编号分别为A2-2、A2-5，A2-8。即字母A后的数字“1”和“2”分别代表的是实施例1和实施例2制备的合金；最后一位数字分别代表耐磨合金的加入量。

铸造工艺基本没有发生变化，没有对铸钢操作增加任何麻烦，满足铸钢生产工艺要求。具有适用性。

实验例2

对耐磨钢耐磨性作检测。实验用样品有6个；为了验证耐磨性，特意用山西某煤矿正在服役的2个截齿（型号分别为U82型和U95型，简记为U1和U2）作对比试验：

一组是在实验例1中加入实施例1配方所浇铸的耐磨钢样品A1-2、A1-5，A1-8三个样品；

二组是在实验例1中加入实施例2配方所浇铸的耐磨钢样品A2-2、A2-5，A2-8三个样品。

三是山西某煤矿正在服役的2个截齿：试样编号为分别为U1和U2。

实验过程：将磨损试样切割成60×20×10mm的长方体；用MLS-23型湿砂橡胶轮式磨损试验机，最大正压力23kg，标准转速240r/min；摩擦副为石英砂，平均尺寸为30～40目（0.546～0.385mm）。磨损5min时和30min时分别称量样品的重量以计算磨损失重量；测量重量的天平精度为0.1mg。测试结果如表1所示：

表1 耐磨钢样品磨损实验数据表

表1数据证明：

磨损5min后样品失重已经显示出一定的趋势，即加入耐磨合金8%的样品A1-8具有小的失重量；比U1、U2的失重要小。

磨损30min后，充分体现了加入耐磨合金的铸钢件的耐磨性，从表1中看出，加入8%的耐磨合金样品A1-8，其失重量比正在服役的截齿中U2低了2.9759g，相对失重减少了74.86%；比另一正在服役的截齿中U1低了2.1399g，相对失重减少了53.83%；即使是加入耐磨合金为5%的样品，其失重量均低于两个正在服役的截齿。综上所述，加入耐磨合金为5%以上的所有4个铸钢样品的服役寿命，均优于两个正在服役的截齿；因此在采煤过程中能够保持更长的服役寿命；

实验例3

本发明的耐磨合金按照实验例1浇铸后的铸钢件样品的硬度进行分析。实验检测过程如下：将样品切割成10×10×10mm的小立方体，将其中对应的两面磨光；利用布氏硬度计进行检测，每个样品检测5个点，然后取平均值作为该样品的硬度。检测结果列于表2中。

表2 硬度检测结果（HB）

样品号	检测点个数	平均值	备注
				A1-8	5	486.6	排名第一
U1	5	407	排名第二
				U2	5	353.3	排名第三

从表2中的数据来看，铸钢件样品A1-8的硬度值最高，达到了486，其数据远高于目前正在服役的两个截齿的数据。表明，使用了本发明的耐磨合金，使钢的硬度有了一定的提高。

实验例4

本发明的耐磨合金要解决的重要难题之一就是：使陶瓷耐磨相颗粒均匀分布在铸钢的组织中。本实施例利用场发射扫描电镜对铸造后的耐磨钢组织及其中的WC分步进行了分析。其结果如图1和图2所示。

图1（a）中是WC的成分分布图片；图1（b）是镍元素分布图片，图中白色的圆点即为WC相颗粒存在的位置，白色区域为镍元素颗粒的区域。可见碳化钨的分布相当均匀，没有任何偏析现象发生。

图2中，将样品放大到6万倍后，看到了取向各异、尺寸均匀的片层状组织；片层厚度小于10nm，片层尺寸范围100～300nm。图2表明，所加入的纳米复合陶瓷耐磨相就熔于各个片层之中。由此证明，纳米WC颗粒已经均匀熔入钢的显微组织中。

结论：本发明将纳米WC制成耐磨合金，以合金方式加入钢中的技术是成功的。

Claims

1.一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，其特征在于：该耐磨合金由纳米级陶瓷粉料与多种金属粉料复合制备而成；纳米级陶瓷粉料占耐磨合金总重量的6～38%，金属粉料占耐磨合金总重量的62～94%。

2. 根据权利要求1所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，其特征在于：所述的纳米陶瓷粉料由纳米级的WC、TiC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃组成，纳米陶瓷粉的颗粒尺寸为80～500nm；它们的重量之和占耐磨合金总重量的6～38%，它们的重量比例关系为：WC：TiC：SiC：Ce₂O：Y₂O₃= 1：（0.05～0.15）：（0.03～0.32）：（0.01～0.25）：（0.01～0.15）；其中：WC中允许有5%的游离碳元素；TiC颗粒尺寸小于0.5μm；WC、SiC、Ce₂O、Y₂O₃粉料的颗粒尺寸均为纳米级。

3. 根据权利要求1所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，其特征在于：所述的金属粉料为还原铁粉、镍-铬复合粉、锰粉、铝粉、镁粉混合而成，加入量占耐磨合金总重量的62～94%；混合的金属粉料的质量比为还原铁粉：镍-铬复合粉：铝粉：锰粉：镁粉＝1:（0.35～0.75）：0.01：0.01：0.005。

4. 根据权利要求1、2或3所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金，其特征在于：制得的耐磨合金密度为6.25～8.69g/cm³，熔点为1450～1580℃。

5. 一种如权利要求1所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：

6. 根据权利要求5所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，其特征在于：在纳米级陶瓷粉料配制的胶液中，开始时缓慢搅拌的转速是80～120转/min；加入全部金属粉料后，将搅拌机转速调到300～600转/min。

7. 根据权利要求5所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，其特征在于：无水乙醇用量由粉料密度决定，一般每100g粉料加入无水乙醇150～300ml。

8. 根据权利要求5所述的用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金的制备工艺，其特征在于：超声波震荡的时间为15min，震荡过程要求悬浮液液面不断溅起液滴。