CN109763068A - 一种耐热铁基合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热铁基合金及其制备方法，主要涉及合金材料技术领域，包括Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si，所述Ti的质量分数为0.3‑0.7％、Ni的质量分数为3.5‑5％、Ba的质量分数为0.08.‑0.15.％、Cd的质量分数为0.4‑0.7％、Si的质量分数为2.3‑3.7％，余量为Fe，Ni是保证形成充足的奥氏体，提高耐高温性能加入Ba为了固熔强化提高高温热强性，同时Cd又可形成部分碳化物提高硬度，增强耐磨性,降低合金粉末制造成本1/3以上，提高效率、节约成本。
Description
技术领域
本发明主要涉及合金材料技术领域，具体是一种耐热铁基合金及其制备方法。
背景技术
高温耐磨机械零部件国内外常用的有钴基(如stellite6#)和镍基(如Ni50、Ni45)高温耐磨合金，但由于我国CO、Ni原料资源缺乏，价格昂贵，因此国内市场渴望研发一种具有 CO、Ni基合金粉末性能，同时价格低廉的替代合金粉末，铁基合金粉末材料相对于传统的耐磨材料来说，具有良好的韧性、塑性，可以做为耐磨材料的首选。但目前常用的铁基合金粉末一般由B、Si、W、Ni、Cr等元素组成，其高温耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性均与钴基(如stellite6#)和镍基(如Ni50)高温耐磨合金有一定差距，不能满足人们的实际需求。
发明内容
鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种耐热铁基合金及其制备方法及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种耐热铁基合金及其制备方法，包括Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si，所述Ti的质量分数为0.3-0.7％、Ni的质量分数为3.5-5％、Ba的质量分数为0.08.-0.15.％、Cd的质量分数为0.4-0.7％、Si的质量分数为2.3-3.7％，余量为Fe。
作为本发明的进一步改进，所述Ti的质量分数为0.3-％、Ni的质量分数为3.5％、Ba的质量分数为0.08.％、Cd的质量分数为0.4％、Si的质量分数为2.3％，余量为Fe。
作为本发明的进一步改进，所述Ti的质量分数为0.7％、Ni的质量分数为5％、Ba的质量分数为0.15％、Cd的质量分数为0.7％、Si的质量分数为3.7％，余量为Fe。
作为本发明的进一步改进，所述Ti的质量分数为0.45％、Ni的质量分数为4％、Ba的质量分数为0.1％、Cd的质量分数为0.5％、Si的质量分数为2.7％，余量为Fe。
作为本发明的进一步改进，所述Ti的质量分数为0.5％、Ni的质量分数为4.3％、Ba的质量分数为0.12％、Cd的质量分数为0.6％、Si的质量分数为3％，余量为Fe。
一种耐热铁基合金的制备方法，其特征在于：
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到350-500目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下 800-900℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在55-65℃下混合搅拌均匀60-80分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至650-750℃条件下烧结1.5-2小时；然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；再以9-12℃/分钟速率降温至350-450℃条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：Ni是保证形成充足的奥氏体，提高耐高温性能加入Ba为了固熔强化提高高温热强性，同时Cd又可形成部分碳化物提高硬度，增强耐磨性,降低合金粉末制造成本1/3以上，提高效率、节约成本。
具体实施方式
为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种耐热铁基合金包括Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si，所述Ti的质量分数为0.3-0.7％、Ni的质量分数为3.5-5％、Ba的质量分数为0.08.-0.15.％、Cd的质量分数为0.4-0.7％、Si的质量分数为2.3-3.7％，余量为Fe。
实施例1
所述Ti的质量分数为0.3-％、Ni的质量分数为3.5％、Ba的质量分数为0.08.％、Cd的质量分数为0.4％、Si的质量分数为2.3％，余量为Fe。
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到350 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下800℃进行烧结8小时，将烧结后的物料粉碎后过200目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在55℃下混合搅拌均匀60分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以6℃/分钟速率升温至650℃条件下烧结1.5小时；然后以 5℃/分钟速率升温至1100℃条件下烧结2小时；再以9℃/分钟速率降温至350℃条件下烧结 1小时，最后空气中冷却至室温即可。
实施例2
所述Ti的质量分数为0.7％、Ni的质量分数为5％、Ba的质量分数为0.15％、Cd的质量分数为0.7％、Si的质量分数为3.7％，余量为Fe。
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到500 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下900℃进行烧结10小时，将烧结后的物料粉碎后过400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在55-65℃下混合搅拌均匀80分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以8℃/分钟速率升温至750℃条件下烧结2小时；然后以7℃ /分钟速率升温至1150℃条件下烧结3小时；再以12℃/分钟速率降温至450℃条件下烧结2 小时，最后空气中冷却至室温即可。
实施例3
所述Ti的质量分数为0.45％、Ni的质量分数为4％、Ba的质量分数为0.1％、Cd的质量分数为0.5％、Si的质量分数为2.7％，余量为Fe。
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到400 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在9Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下850℃进行烧结9小时，将烧结后的物料粉碎后过300目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在60℃下混合搅拌均匀70分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以7℃/分钟速率升温至700℃条件下烧结1.8小时；然后以 6℃/分钟速率升温至1120℃条件下烧结2.5小时；再以11℃/分钟速率降温至400℃条件下烧结1.5小时，最后空气中冷却至室温即可
实施例4
所述Ti的质量分数为0.5％、Ni的质量分数为4.3％、Ba的质量分数为0.12％、Cd的质量分数为0.6％、Si的质量分数为3％，余量为Fe。
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到450 目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在9Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下850℃进行烧结9.5小时，将烧结后的物料粉碎后过300目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在60℃下混合搅拌均匀70分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以7℃/分钟速率升温至700℃条件下烧结1.8小时；然后以 6℃/分钟速率升温至1120℃条件下烧结2.5小时；再以11℃/分钟速率降温至400℃条件下烧结1.5小时，最后空气中冷却至室温即可。
高温下测得各样品的高温硬度(kg/mm2)
Claims (6)
1.一种耐热铁基合金，其特征在于：包括Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si，所述Ti的质量分数为0.3-0.7％、Ni的质量分数为3.5-5％、Ba的质量分数为0.08.-0.15.％、Cd的质量分数为0.4-0.7％、Si的质量分数为2.3-3.7％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种耐热铁基合金，其特征在于：所述Ti的质量分数为0.3-％、Ni的质量分数为3.5％、Ba的质量分数为0.08.％、Cd的质量分数为0.4％、Si的质量分数为2.3％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种耐热铁基合金，其特征在于：所述Ti的质量分数为0.7％、Ni的质量分数为5％、Ba的质量分数为0.15％、Cd的质量分数为0.7％、Si的质量分数为3.7％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种耐热铁基合金，其特征在于：所述Ti的质量分数为0.45％、Ni的质量分数为4％、Ba的质量分数为0.1％、Cd的质量分数为0.5％、Si的质量分数为2.7％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种耐热铁基合金，其特征在于：所述Ti的质量分数为0.5％、Ni的质量分数为4.3％、Ba的质量分数为0.12％、Cd的质量分数为0.6％、Si的质量分数为3％，余量为Fe。
6.一种根据权利要求1-6任一所述的一种耐热铁基合金的制备方法，其特征在于：
(1)将Fe、Ti、Ni、Ba、Cd、Si混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到350-500目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在8-10Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氩下800-900℃进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(1)、(2)物料在55-65℃下混合搅拌均匀60-80分钟后，装入模具，压制成坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以6-8℃/分钟速率升温至650-750℃条件下烧结1.5-2小时；然后以5-7℃/分钟速率升温至1100-1150℃条件下烧结2-3小时；再以9-12℃/分钟速率降温至350-450℃条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
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| CN (1) | CN109763068A (zh) |
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