CN110093549A - 钢结硬质合金-zta陶瓷复合耐磨材料制作方法及应用 - Google Patents

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Abstract

一种钢结硬质合金‑ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法及应用，材料制法如下：a.将金属粉末TiC、C和Fe进行配比；采用湿法球磨制制得金属粉末；b.将3Y‑ZrO2粉体和a‑AI2O3粉配制原料粉，称取聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨出浆，搅拌注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，装入高温匣钵烧结，制出钢结硬质合金粉末颗粒；c.在制备的钢结硬质合金粉末中加入含乙基纤维素的松油醇、凡士林和机油，加热捣打练泥；将制备好的泥料和ZTA颗粒在对辊机挤压练泥，制成钢结硬质合金‑ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。该材料制作的锤头密度低、耐磨性好、工艺性好、和基体结合好。

Description

钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法及应用
技术领域
本发明属于破碎机技术领域，具体地说涉及破碎机锤头磨损部位增强相材料的制作及应用。由该复合耐磨材料制作的锤头相比硬质合金棒制作的复合锤头，镶嵌工艺简单，原料及生产成本显著降低。
背景技术
应用于破碎机锤头的材料，一般采用高锰钢及复合高铬铸铁制备，高锰钢硬度较低，易磨损，严重影响锤头使用效果和寿命，高铬铸铁韧性低不能应用于大锤头。目前市场已有三明治、大金牙、满天星复合锤头，增强相采用钨钴硬质合金类及高锰钢结碳化钛硬质合金镶嵌复合，耐磨性达到改善，但硬质合金密度高，金属粉末价格居高不下，影响复合锤头普及推广。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法及应用，该材料及锤头密度低、耐磨性好、工艺性好、和基体结合好。
本发明通过以下技术方案实现：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC 30-38% Mo 1.5-2.5% C0.4-0.6% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例（0.8-1.2）:（6-8）:（0.40-0.50），研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为65-78小时，然后过70-100目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过170-230目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比（0.8-1.2）:（0.8-1.2）配制，原料粉：磨球：水按质量比（0.8-1.2）:（2.8-3.2）:（0.20-0.30）（质量比例），称取原料粉重量0.45-0.65%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过170-230目筛出磨；将陈放20-30小时后的浆料搅拌15-25min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580-1600℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度850-1000MPa断裂韧性7-8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末75-85wt% ,在其中加入12-16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.5-3.5wt%凡士林和1.5-2.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合45-80分钟，加热温度控制在70-90℃；然后捣打练泥1.5-2.5小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，所述步骤a钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt%TiC 35% Mo 2% C 0.5% Fe为余量配比；按原料：磨球：无水乙醇按以下质量比例1:7.5:0.45，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为72小时，然后过80目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过200目筛制得；所述步骤b，ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1:1配制，原料粉：磨球：水按质量比=1:3:0.25，加入粉料重量0.6%聚羧酸盐分散剂，分别倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过200目筛出磨；将陈放24小时后的浆料搅拌20min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度1000MPa断裂韧性8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；所述这步骤c,钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末80wt% ,在其中加入15wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3wt%凡士林和2wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合1小时，加热温度控制在80℃左右；然后捣打练泥2小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒==55:45或50：50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成颗粒。
所述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，所述步骤c，将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成3-5mm方块颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
a.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
b.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5~8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结。
本发明的优点 ：
本发明耐磨块原料以钢为粘结相以碳化钛为硬质相并复合ZTA陶瓷颗粒共同增强组合而成金属非金属复合材料，具有高硬度高强度高耐磨性，高的刚性和韧性，并具有良好的工艺性，耐磨块镶嵌在锤头磨损部位，铸造时可以和基体形成互溶过渡层良好结合，锤头形成三相阶梯硬度（铸钢基体/钢结硬质合金/ZTA陶瓷颗粒）组合材料，显著提高锤头的工作寿命及工作稳定性。由该复合耐磨材料制作的锤头相比硬质合金棒制作的复合锤头，镶嵌工艺简单，原料及生产成本显著降低。
具体实施方式
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC 30-38% Mo 1.5-2.5% C0.4-0.6% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例（0.8-1.2）:（6-8）:（0.40-0.50），研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为65-78小时，然后过70-100目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过170-230目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比（0.8-1.2）:（0.8-1.2）配制，原料粉：磨球：水按质量比（0.8-1.2）:（2.8-3.2）:（0.20-0.30）（质量比例），称取原料粉重量0.45-0.65%的（三种料总质量的百分数或体积百分数）聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过170-230目筛出磨；将陈放20-30小时后的浆料搅拌15-25min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580-1600℃/2小时条件烧结，即烧结条件为在1580-1600℃条件下保温2小时，制备出平均抗弯强度850-1000MPa断裂韧性7-8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末75-85wt% ,在其中加入12-16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.5-3.5wt%凡士林和1.5-2.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合45-80分钟，加热温度控制在70-90℃；然后捣打练泥1.5-2.5小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，所述步骤a钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt%TiC 35% Mo 2% C 0.5% Fe为余量配比；按原料：磨球：无水乙醇按以下质量比例1:7.5:0.45，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为72小时，然后过80目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过200目筛制得；所述步骤b，ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1:1配制，原料粉：磨球：水按质量比=1:3:0.25，加入粉料重量0.6%聚羧酸盐分散剂，分别倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过200目筛出磨；将陈放24小时后的浆料搅拌20min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度1000MPa断裂韧性8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；所述这步骤c,钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末80wt% ,在其中加入15wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3wt%凡士林和2wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合1小时，加热温度控制在80℃左右；然后捣打练泥2小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=55:45或50：50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成颗粒。
所述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，所述步骤c，将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成3-5mm方块颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
a.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
b.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5~8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结。
实施例1：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC30% Mo 1.5% C 0.4% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例0.8:6:0.40，研磨球Sφ5.0mm, 球磨时间为65小时，然后过70目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过170目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比0.8:0.8配制，原料粉：磨球：水按质量比0.8:2.8:0.20，称取原料粉重量0.45%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5小时，d50=1um,过170目筛出磨；将陈放20小时后的浆料搅拌15min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度850MPa断裂韧性7.5MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末75wt% ,在其中加入12wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.5wt%凡士林和1.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合450分钟，加热温度控制在70℃；然后捣打练泥1.5小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=50:45在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例2：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC31% Mo 1.6% C 0.45% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例0.9:6.2:0.45，研磨球Sφ6.0mm, 球磨时间为68小时，然后过75目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过180目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比0.9:0.91配制，原料粉：磨球：水按质量比0.85: 3.0:0.25，称取原料粉重量0.50%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.6小时，d50=1um,过180目筛出磨；将陈放21小时后的浆料搅拌17min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580℃/2小时条件烧结，即烧结条件为在1580℃条件下保温2小时，制备出平均抗弯强度900MPa断裂韧性7.98MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末75wt% ,在其中加入13wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.6wt%凡士林和1.6wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合50分钟，加热温度控制在75℃；然后捣打练泥1.6小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=50:50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例3：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC34% Mo 1.8% C 0.47% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例0.9:7:0.46，研磨球Sφ7mm, 球磨时间为70小时，然后过95目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过190目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比0.95:0.91配制，原料粉：磨球：水按质量比0.95:2.95:0.25，称取原料粉重量0.55%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.8小时，d50=1um,过190目筛出磨；将陈放22小时后的浆料搅拌19min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580℃/2小时条件烧结，即烧结条件为在1580℃条件下保温2小时，制备出平均抗弯强度910MPa断裂韧性7.96MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末77wt% ,在其中加入14wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.7wt%凡士林和1.7wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合55分钟，加热温度控制在80℃；然后捣打练泥1.8小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=50:48在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例4：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC 35% Mo 2% C 0.5% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例1:7.5:0.45，研磨球Sφ6mm, 球磨时间为75小时，然后过80目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过200目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1:1配制，原料粉：磨球：水按质量比1:3:0.25，称取原料粉重量0.6%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.7小时，d50=1um,过200目筛出磨；将陈放24小时后的浆料搅拌20min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度1000MPa断裂韧性8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末80wt% ,在其中加入15wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3wt%凡士林和2wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合60分钟，加热温度控制在80℃；然后捣打练泥2小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=55:45在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例5：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC37% Mo 1.9% C 0.51% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例1.1:7:0.45，研磨球Sφ7mm, 球磨时间为72小时，然后过85目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过210目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1.1:1配制，原料粉：磨球：水按质量比1.1:3:0.28，称取原料粉重量0.62%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5小时，d50=1um,过210目筛出磨；将陈放25小时后的浆料搅拌22min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度980MPa断裂韧性8.5MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末81wt% ,在其中加入16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.8wt%凡士林和2.4wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合65分钟，加热温度控制在85℃；然后捣打练泥2.1小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=50:50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例6：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC38% Mo 2.5% C 0.6% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例1.2: 8: 0.50，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为78小时，然后过100目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过230目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1.2:1.2配制，原料粉：磨球：水按质量比1.2: 3.2: 0.30，称取原料粉重量0.65%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨4小时，d50=1um,过170-230目筛出磨；将陈放30小时后的浆料搅拌25min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1600℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度990MPa断裂韧性8.6MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末85wt% ,在其中加入16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3.5wt%凡士林和2.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合80分钟，加热温度控制在90℃；然后捣打练泥2.5小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=55: 50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
实施例7：
一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
a.钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC 30% Mo 2.5% C 0.6% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例0.8:8: 0.50，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为72小时，然后过95目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过220目筛制得；
b.ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比0.8: 1.2配制，原料粉：磨球：水按质量比0.8:3.2:0.20，称取原料粉重量0.65%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过200目筛出磨；将陈放25小时后的浆料搅拌25min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度905MPa断裂韧性7.9MPa.m1/2的ZTA颗粒；
c.钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末75wt% ,在其中加入16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3.5wt%凡士林和2.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合75分钟，加热温度控制在85℃；然后捣打练泥2.0小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料颗粒。
上述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料,应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
1.模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；此成型方法效率高成本低廉；
2.烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头。
本发明超高锰钢锤头本体的基体材质还可以采用牌号ZGMn18Cr2Mo直接生产。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，包括以下步骤：
钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt% TiC 30-38% Mo 1.5-2.5% C 0.4-0.6% Fe为余量配比；采用湿法球磨制粉，将上述配好的粉体，按粉体：磨球：无水乙醇按以下质量比例（0.8-1.2）:（6-8）:（0.40-0.50）混合，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为65-78小时，然后过70-100目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过170-230目筛制得；
ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比（0.8-1.2）:（0.8-1.2）配制原料粉，原料粉：磨球：水按质量比（0.8-1.2）:（2.8-3.2）:（0.20-0.30），称取原料粉重量0.45-0.65%的聚羧酸盐分散剂，倒入水中搅匀后，分别将原料粉、磨球、水和聚酸盐分散剂倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，过170-230目筛出磨得浆料；将陈放20-30小时后的浆料搅拌15-25min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1580-1600℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度850-1000MPa断裂韧性7-8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒即为钢结硬质合金混合粉末；
钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取步骤b制备的钢结硬质合金粉末75-85wt% ,在其中加入12-16wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），2.5-3.5wt%凡士林和1.5-2.5wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合45-80分钟，加热温度控制在70-90℃；然后捣打练泥1.5-2.5小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的泥片，冲切成颗粒即制得钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料。
2.根据权利要求1所述的钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，所述步骤a钢结硬质合金混合粉末的制备：将金属粉末按wt%TiC 35% Mo 2% C 0.5% Fe为余量配比；按原料：磨球：无水乙醇按以下质量比例1:7.5:0.45，研磨球Sφ5.0-8.0mm, 球磨时间为72小时，然后过80目筛，在蒸汽干燥柜内控制温度＜100℃，使乙醇去除后过200目筛制得；所述步骤b，ZTA陶瓷颗粒制备：将3Y-ZrO2粉体和a-AI2O3粉体按体积比1:1配制，原料粉：磨球：水按质量比=1:3:0.25，加入粉料重量0.6%聚羧酸盐分散剂，分别倒入高效搅拌磨机，球磨3.5-4小时，d50=1um,过200目筛出磨；将陈放24小时后的浆料搅拌20min, 注入石膏模具成型出板状坯体，养护干燥后破碎过筛，筛分出6-8目的颗粒，装入高温匣钵，在1590℃/2小时条件烧结，制备出平均抗弯强度1000MPa断裂韧性8.75MPa.m1/2的ZTA颗粒；所述这步骤c,钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料造粒：称取上述制备的钢结硬质合金粉末80wt% ,在其中加入15wt%的含乙基纤维素的松油醇（其中乙基纤维素重量百分浓度15%），3wt%凡士林和2wt%的机油，在红外灯照射加热下搅拌混合1小时，加热温度控制在80℃左右；然后捣打练泥2小时；将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=(50-55):(45-50）在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成颗粒。
3.根据权利要求2所述的所述钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料制作方法，其特征在于：所述步骤c，将制备好的泥料和ZTA颗粒按体积分数比泥料：ZTA颗粒=55:45或50：50在对辊机挤压练泥，制成混合均匀的5-6mm泥片，冲切成3-5mm方块颗粒。
4.一种权利要求1-3中任一项制作出的钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，其特征在于：该钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料作为钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作材料。
5.一种利用权利要求4所述的钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨材料的应用，其特征在于：应用于钢结硬质合金-ZTA陶瓷复合耐磨锤头的制作方法，步骤如下：
模具根据锤头形状和尺寸要求，模具可制成圆或方形蜂窝煤状，将制备好的颗粒装入料斗，在蜂窝煤机设备上制备成型；
烧结：将制备好的蜂窝煤状复合耐磨块，装入真空排胶烧结炉，升温速度控制为5-8℃/min ,排胶段280℃-580℃，根据产品尺寸大小在280℃、450℃、580℃进行保温60-120min ,烧结阶段在800℃、1100℃和1350℃进行保温，保温时间按产品不同设定30-90分钟，1380℃-1400℃保温40-60min完成烧结。
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