CN110129794A - 一种耐磨材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐磨材料制备方法，采用Fe、Ni、Cr、BFe、C、Mo、Si、Al、稀土元素、助炼剂和BC为生产原料，其中稀土元素可以改善材料的性能，提高材料的硬度，助炼剂可加快熔炼的速度，BC可以改善材料的湿润性；将各组份原料分批熔炼后采用雾化技术处理，获得其结晶材料，该材料的耐磨性、韧性、抗冲击性得到了很大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种耐磨材料制备方法。
背景技术
轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具。轧辊主要由辊身、辊颈和轴头3部分组成。辊身是实际参与轧制金属的轧辊中间部分。它具有光滑的圆柱形或带轧槽的表面。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。传动端轴头通过连接轴与齿轮座相连，将电动机的转动力矩传递给轧辊。轧辊在轧机机架中可呈二辊、三辊、四辊或多辊形式排列。
为了对轧辊进行保护，延长轧辊的使用寿命，一般在轧辊表面喷涂保护材料，现有的保护材料耐磨性差，抗冲击效果不好，增大了企业的生产成本，不能满足人们对保护材料的要求。
为解决上述问题，本申请中提出一种耐磨材料制备方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种耐磨材料制备方法，本发明采用Fe、Ni、Cr、BFe、C、Mo、Si、Al、稀土元素、助炼剂和BC为生产原料，其中稀土元素可以改善材料的性能，提高材料的硬度，助炼剂可加快熔炼的速度，BC可以改善材料的湿润性；将各组份原料分批熔炼后采用雾化技术处理，获得其结晶材料，该材料的耐磨性、韧性、抗冲击性得到了很大的提高。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种耐磨材料制备方法，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
优选的，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
优选的，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
优选的，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
优选的，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
优选的，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
优选的，上述耐磨材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 25-30份、Ni 15-20份、Cr 10-15份、BFe 10-15份、C 20-25份、Mo 10-15份、Si 5-10份、Al 20-25份、稀土元素1-5份、助炼剂10-15份和BC 5-10份。
优选的，稀土元素包括La 10-15份、Ce 20-25份、Nd 1-5份、Pm 1-5份、Sm 5-10份、Eu 1-5份、Y 10-15份。
优选的，助炼剂包括硼砂4-7份，氧化钙2-3份，二氧化硅1-2份、玻璃纤维2-3份和高岭土3-4份。
优选的，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明采用Fe、Ni、Cr、BFe、C、Mo、Si、Al、稀土元素、助炼剂和BC为生产原料，其中稀土元素可以改善材料的性能，提高材料的硬度，助炼剂可加快熔炼的速度，BC可以改善材料的湿润性；将各组份原料分批熔炼后采用雾化技术处理，获得其结晶材料，该材料的耐磨性、韧性、抗冲击性得到了很大的提高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
本发明提出的一种耐磨材料制备方法，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
在一个可选的实施例中，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
在一个可选的实施例中，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
在一个可选的实施例中，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
在一个可选的实施例中，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
在一个可选的实施例中，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
在一个可选的实施例中，上述耐磨材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 25份、Ni 15份、Cr 10份、BFe 10份、C 20份、Mo 10份、Si 5份、Al 20份、稀土元素1份、助炼剂10份和BC 5份。
在一个可选的实施例中，稀土元素包括La 10份、Ce 20份、Nd 1份、Pm 1份、Sm 5份、Eu 1份、Y 10份。
在一个可选的实施例中，助炼剂包括硼砂4份，氧化钙2份，二氧化硅1份、玻璃纤维2份和高岭土3份。
在一个可选的实施例中，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
实施例2
本发明提出的一种耐磨材料制备方法，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
在一个可选的实施例中，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
在一个可选的实施例中，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
在一个可选的实施例中，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
在一个可选的实施例中，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
在一个可选的实施例中，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
在一个可选的实施例中，上述耐磨材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 30份、Ni 20份、Cr 15份、BFe 15份、C 25份、Mo 15份、Si 10份、Al 25份、稀土元素5份、助炼剂15份和BC 10份。
在一个可选的实施例中，稀土元素包括La 15份、Ce 25份、Nd 5份、Pm 5份、Sm 10份、Eu 5份、Y 15份。
在一个可选的实施例中，助炼剂包括硼砂7份，氧化钙3份，二氧化硅2份、玻璃纤维3份和高岭土4份。
在一个可选的实施例中，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
实施例3
本发明提出的一种耐磨材料制备方法，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
在一个可选的实施例中，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
在一个可选的实施例中，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
在一个可选的实施例中，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
在一个可选的实施例中，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
在一个可选的实施例中，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
在一个可选的实施例中，上述耐磨材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 27份、Ni 19份、Cr 12份、BFe 11份、C 21份、Mo 14份、Si 5份、Al 25份、稀土元素2份、助炼剂15份和BC 5份。
在一个可选的实施例中，稀土元素包括La 11份、Ce 25份、Nd 2份、Pm 1份、Sm 10份、Eu 2份、Y 11份。
在一个可选的实施例中，助炼剂包括硼砂5份，氧化钙2份，二氧化硅2份、玻璃纤维2份和高岭土4份。
在一个可选的实施例中，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
实施例4
本发明提出的一种耐磨材料制备方法，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
在一个可选的实施例中，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
在一个可选的实施例中，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
在一个可选的实施例中，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
在一个可选的实施例中，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
在一个可选的实施例中，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
在一个可选的实施例中，上述耐磨材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 27.5份、Ni 17.5份、Cr 12.5份、BFe 12份、C 22.5份、Mo 12.5份、Si 7份、Al 22份、稀土元素3份、助炼剂13份和BC 8份。
在一个可选的实施例中，稀土元素包括La 12.5份、Ce 22份、Nd 2份、Pm 2份、Sm 7份、Eu 2.5份、Y 12.5份。
在一个可选的实施例中，助炼剂包括硼砂5.5份，氧化钙2.5份，二氧化硅1.5份、玻璃纤维2.5份和高岭土3.5份。
在一个可选的实施例中，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
本耐磨材料在钢铁热轧辊的中运用可以提高其使用寿命，一般的钢铁热轧辊使用寿命3-6个月，喷涂了本材料的钢铁热轧辊使用寿命为2-3年，大大的降低了钢铁企业的使用成本。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种耐磨材料制备方法，其特征在于，方法步骤包括：
S1、将材料配方中各组份原料按照重量配比依次称重；
S2、将Fe、Ni、Cr、BFe、C、Si、Al和助炼剂依次加入熔炉中，接着调节真空度为8kpa-10kpa，并向熔炉中充入0.1atm的惰性气体，然后加热温度至700℃-800℃，保温至原料完全溶解，得到熔炼液a；
S3、在相同真空度和温度调节下，向熔炼液a中加入Mo和稀土元素，保温至完全溶解，得到熔炼液b；
S4、对混合熔炼液b进行脱氧、除渣处理，并对处理后的熔炼液b进行含量测定，再根据测定结果对各组份含量进行调整，得到精炼液；
S5、将精炼液冷却至100-200℃，并恢复压强；
S6、向精炼液中加入BC，并在100-200℃条件下搅拌10-15min，搅拌速度为50-80r/min，得到半成品；
S7、将半成品快速出炉，采用离心雾化法处理，得到结晶材料。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，在S2中，惰性气体为氩气或氮气。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，在S5中，精炼液采用空冷、循环水冷或喷水冷却的方式冷却。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，在S7中，雾化冷凝速度为103-106K/s，雾化压力为5-8MPa，制得的结晶颗粒为30-40μm。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，BC以天然竹炭为原料，采用1000℃以上的高温，在无氧状态下干馏炭化而成。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，BC在使用前需经过研磨处理，将其制成直径小于1mm的粉末。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，该材料在制备过程中加入的各组原料按照重量配比包括：Fe 25-30份、Ni 15-20份、Cr 10-15份、BFe 10-15份、C20-25份、Mo 10-15份、Si 5-10份、Al 20-25份、稀土元素1-5份、助炼剂10-15份和BC 5-10份。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，稀土元素包括La 10-15份、Ce 20-25份、Nd1 -5份、Pm 1-5份、Sm 5-10份、Eu 1-5份、Y 10-15份。
9.根据权利要求7所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，助炼剂包括硼砂4-7份，氧化钙2-3份，二氧化硅1-2份、玻璃纤维2-3份和高岭土3-4份。
10.根据权利要求7所述的一种耐磨材料制备方法，其特征在于，各金属原料组分在使用前需要经过除渣、脱氧、脱硫和脱磷处理。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112226702A (zh) * | 2020-08-17 | 2021-01-15 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | 一种氧化钨合金材料及其制备方法 |
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| CN112226702A (zh) * | 2020-08-17 | 2021-01-15 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | 一种氧化钨合金材料及其制备方法 |
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