CN110421149B - 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备 - Google Patents

双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110421149B
CN110421149B CN201910781478.5A CN201910781478A CN110421149B CN 110421149 B CN110421149 B CN 110421149B CN 201910781478 A CN201910781478 A CN 201910781478A CN 110421149 B CN110421149 B CN 110421149B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal material
melting point
temperature
metal
isolation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910781478.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110421149A (zh
Inventor
徐淑华
王庆强
麻雪扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongying Taida Petroleum Equipment Co ltd
Original Assignee
Dongying Taida Petroleum Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongying Taida Petroleum Equipment Co ltd filed Critical Dongying Taida Petroleum Equipment Co ltd
Priority to CN201910781478.5A priority Critical patent/CN110421149B/zh
Publication of CN110421149A publication Critical patent/CN110421149A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110421149B publication Critical patent/CN110421149B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/06Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备。该制备方法包括:(a)提供材料A,材料A包括:隔离材料、第一金属材料和第二金属材料;第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料;隔离材料的熔点低于第二金属材料,第二金属材料的熔点低于第一金属材料;熔融状态下:隔离材料的密度小于第二金属材料的密度;(b)将材料A升温至保温温度下保温,然后冷却得到所述双金属复合材料,其中,保温温度高于第二金属材料的熔点,且低于第一金属材料的熔点。该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料,制备条件简单,对环境中氧含量和压力的要求低,制备成本较低,适合工业化大批量生产。

Description

双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备
技术领域
本发明涉及复合材料的制备领域,具体而言,涉及一种双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备。
背景技术
双金属复合材料是运用复合成型的方法使两种具有不同物理、化学乃至力学性能的金属材料在界面产生冶金结合制备而成的层状复合材料。该种复合方法在界面的两侧保持了原有的组分,而在界面处产生了过渡层的冶金结合,从而使得该种复合材料具有两种材料的“复合效应”。双金属复合材料具有良好的韧性、耐冲击性、耐磨性、较高的强度和良好的焊接性能,能够保证包括该材料的部件的使用寿命和降低经济损失。
目前双金属复合材料的生产多利用真空炉进行制备,以隔绝空气,避免金属材料在高温下氧化导致复合材料的性能变差,该制备方法条件较为苛刻,造价较高。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种双金属复合材料的制备方法,该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料,制备条件简单,对环境中氧含量和压力的要求低,制备成本较低,适合工业化大批量生产。
本发明的第二目的在于提供一种采用上述制备方法制备得到的双金属复合材料。
本发明的第三目的在于提供一种上述双金属复合材料在耐磨配件或采矿设备中的应用。
本发明的第四目的在于提供一种耐磨配件或采矿设备。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种双金属复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(a)提供材料A,所述材料A包括:隔离材料、第一金属材料和第二金属材料;
所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间;
所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料;
所述隔离材料的熔点低于第二金属材料,第二金属材料的熔点低于第一金属材料;
熔融状态下:隔离材料的密度小于第二金属材料的密度;
(b)将材料A升温至保温温度下保温,然后冷却得到所述双金属复合材料,其中,保温温度高于第二金属材料的熔点,且低于第一金属材料的熔点。
作为进一步优选的技术方案,第二金属材料的熔点为 1100-1200℃。
作为进一步优选的技术方案,升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃。
作为进一步优选的技术方案,第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高100-300℃。
作为进一步优选的技术方案,每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间为10-15min。
作为进一步优选的技术方案,所述第一金属材料包括至少一个开放的腔体;
优选地,所述第一金属材料包括低碳钢或合金钢;
优选地,所述第二金属材料包括高铬白口铸铁;
优选地,所述耐高温涂料包括无机耐高温涂料,优选包括硅酸盐耐高温涂料和/或锆英粉耐高温涂料;
优选地,所述隔离材料包括无机非金属材料;
优选地,所述隔离材料包括玻璃。
作为进一步优选的技术方案,在升温之前还包括将材料A设置于密封罩内的步骤,所述密封罩内还设置有耗氧材料;
优选地,密封罩的材质包括耐高温金属材料、耐高温陶瓷、耐高温石墨或耐高温粘土,耐高温陶瓷优选包括碳化硅陶瓷;
优选地,耗氧材料包括碳材料,优选包括石墨、木炭、活性炭或炭黑中的至少一种。
第二方面,本发明提供了一种采用上述制备方法制备得到的双金属复合材料。
第三方面,本发明提供了一种上述双金属复合材料在耐磨配件中的应用;
或,上述双金属复合材料在采矿设备中的应用。
第四方面,本发明提供了一种耐磨配件,包括上述双金属复合材料;
或,一种采矿设备,包括上述双金属复合材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的双金属复合材料的制备方法工艺简单可控,升温时,第一金属材料远于第二金属材料的一侧由于有耐高温涂料的保护,使得其不易被氧化;升温过程中,隔离材料先熔融,然后第二金属材料熔融,由于在熔融状态下,隔离材料的密度小于第二金属材料的密度,因而熔融的隔离材料覆盖在熔融的第二金属材料表面,有效隔离了氧气,使熔融的第二金属材料和第一金属材料的另一侧均无法接触到氧气,避免了高温氧化;并且,由于隔离材料的熔点低于第二金属材料的熔点且第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间,因此隔离材料熔融后始终覆盖在熔融的第二金属材料表面,因此熔融的隔离材料不会与熔融的第二金属材料相互混合和反应,保证复合材料中不会掺入其他有害成分;另外,熔融的第二金属材料经保温逐步扩散到未熔融的第一金属材料中,冷却后第一金属材料和第二金属材料完全融合在一起,形成双金属复合材料。
该方法采用耐高温涂料和隔离材料对第一金属材料和第二金属材料进行保护,有效隔离了氧气,避免了复合材料在制备时被氧化,因而该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料,制备条件简单,对环境中氧含量和压力的要求低,制备成本较低,适合工业化大批量生产;并且,该方法工艺可靠,制得的双金属复合材料质量稳定可靠,可根据需要选择合适的第一金属材料和第二金属材料制备出耐磨性能和抗冲击性能好的复合材料。
附图说明
图1为第二金属材料熔融前的结构示意图;
图2为第二金属材料熔融后的结构示意图。
图标:1-第一金属材料;2-第二金属材料。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。
根据本发明的一个方面,在至少一个实施例中提供了一种双金属复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(a)提供材料A,所述材料A包括:隔离材料、第一金属材料和第二金属材料;
所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间;
所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料;
所述隔离材料的熔点低于第二金属材料,第二金属材料的熔点低于第一金属材料;
熔融状态下:隔离材料的密度小于第二金属材料的密度;
(b)将材料A升温至保温温度下保温,然后冷却得到所述双金属复合材料,其中,保温温度高于第二金属材料的熔点,且低于第一金属材料的熔点。
上述双金属复合材料的制备方法工艺简单可控,升温时,第一金属材料远于第二金属材料的一侧由于有耐高温涂料的保护,使得其不易被氧化;升温过程中,隔离材料先熔融,然后第二金属材料熔融,由于在熔融状态下,隔离材料的密度小于第二金属材料的密度,因而熔融的隔离材料覆盖在熔融的第二金属材料表面,有效隔离了氧气,使熔融的第二金属材料和第一金属材料的另一侧均无法接触到氧气,避免了高温氧化;并且,由于隔离材料的熔点低于第二金属材料的熔点且第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间,因此隔离材料熔融后始终覆盖在熔融的第二金属材料表面,因此熔融的隔离材料不会与熔融的第二金属材料相互混合和反应,保证复合材料中不会掺入其他有害成分;另外,熔融的第二金属材料经保温逐步扩散到未熔融的第一金属材料中,冷却后第一金属材料和第二金属材料完全融合在一起,形成双金属复合材料。
该方法采用耐高温涂料和隔离材料对第一金属材料和第二金属材料进行保护,有效隔离了氧气,避免了复合材料在制备时被氧化,因而该方法无需使用真空炉即可制备得到所需的双金属复合材料,制备条件简单,对环境中氧含量和压力的要求低,制备成本较低,适合工业化大批量生产;并且,该方法工艺可靠,制得的双金属复合材料质量稳定可靠,可根据需要选择合适的第一金属材料和第二金属材料制备出耐磨性能和抗冲击性能好的复合材料。
需要说明的是:
上述“耐高温涂料”是指能够长期承受1000℃及以上温度,并能保持一定物理化学性能,使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。耐高温涂料的形成方式可选用本领域可实现的任意一种,本发明对此不做特别限制,例如采用涂覆的方式形成于第一金属材料远于第二金属材料的一侧等,涂覆的方式例如可以为喷涂或刷涂等。
上述“第一金属材料”和“第二金属材料”是指主要由金属元素组成的材料,包括金属或合金。上述“第一”和“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
上述“隔离材料”是指能够阻隔氧气的材料。
此外,第一金属材料主要作为基体成型用,第一金属材料的可选择范围比较广,其成型性能好,能够通过简单的加工工序成型,如铸造方式、锻造方式、焊接方式等;耐冲击性好,使复合材料具有一定的吸收冲击的能力;焊接性能比较好,使复合材料在现场能够使用普通的焊接方式进行施工,降低施工难度及降低施工成本。
第二金属材料可以通过铸造或金属原材料配比的方式获得,可以是块状规则形状,也可以是粉末等不规则形状,根据第一金属材料的结构灵活选择即可。
第一金属材料和第二金属材料选用现有的任意一种材料即可,本发明对此不做特别限制,例如,第二金属材料的主要化学成分可以为:
C Si Mn Cr Mo Ni 其他元素
最小值 2.0 0.3 1.1 10.5 - 0.5 -
最大值 4.5 3.7 3.7 18.5 0.4 1.9 -
在一种优选的实施方式中,第二金属材料的熔点为1100-1200℃。上述熔点典型但非限制性的为1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、 1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃或1200℃。上述第二金属材料的熔点较低,能够与第一金属材料在相同的温度下保持合适的液-固状态,提高整个制备方法的稳定性。
优选地,升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃。上述温度典型但非限制性的为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、 110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。当升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃时,能够使隔离材料和第二金属材料充分熔融,且有利于熔融的第二金属材料在第一金属材料中的扩散。
优选地,第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高 100-300℃。上述温度典型但非限制性的为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、 220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃。当第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高100-300℃时,第二金属材料处于熔融时,第一金属材料处于微熔状态,更有利于熔融的第二金属材料渗透到第一金属材料中,加快扩散速率。
优选地,每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间为10-15 min。上述保温时间典型但非限制性的为10min、10.5min、11min、 11.5min、12min、12.5min、13min、13.5min、14min、14.5min或 15min。在上述保温时间内,第二金属材料能够完全扩散到第一金属材料中,二者相互融合,形成所需的双金属复合材料。
上述“厚度”是指双金属复合材料的截面厚度。
可选地,保温时间为40-90min。上述保温时间典型但非限制性的为40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75 min、80min、85min或90min。
在一种优选的实施方式中,所述第一金属材料包括至少一个开放的腔体。由于第二金属材料和隔离材料在升温后会熔融成液态,因此,当第一金属材料包括至少一个开放的腔体时,能够有效容纳呈液态的第二金属材料和隔离材料。其中,“开放的腔体”是指与外界相连通的腔体,该腔体的形状包括但不限于U型或矩形等。
显然,第一金属材料也可以是平板状的,不含开放的腔体,此时,第一金属材料与第二金属相接触的一侧的面积只要足够大,足以使呈液态的第二金属材料和隔离材料在升温和保温过程中始终位于第一金属材料表面即可;或者,第一金属材料与第二金属相接触的一侧的面积不需要足够大,呈液态的第二金属材料和隔离材料在升温和保温过程中会流出第一金属材料的边缘,最后根据需要将不需要的部分去除即可。
优选地,所述第一金属材料包括低碳钢或合金钢;
优选地,所述第二金属材料包括高铬白口铸铁。
优选地,所述耐高温涂料包括无机耐高温涂料,优选包括硅酸盐耐高温涂料和/或锆英粉耐高温涂料。上述耐高温涂料典型但非限制性的为硅酸盐耐高温涂料,锆英粉耐高温涂料,或硅酸盐耐高温涂料和锆英粉耐高温涂料的组合。硅酸盐耐高温涂料是指主要由无机矿物和无机粘合剂组成的耐高温涂料。锆英粉耐高温涂料是指主要由铸造用的锆英粉所形成的耐高温涂料,其耐火度高达2430℃。上述硅酸盐耐高温涂料和锆英粉耐高温涂料的耐高温性能优异,原料来源广,价格低廉,能够降低复合材料的生产成本。
可选地,锆英粉耐高温涂料可选现有的任意一种,例如福士科的 ISOMOL 300等。耐高温涂料可涂覆一次或两次及以上,以均匀涂覆且将第一金属材料外侧全部覆盖为准。耐高温涂料的涂覆方式可为刷涂或喷涂等本领域可实现的方式。
优选地,所述隔离材料包括无机非金属材料。
优选地,所述隔离材料包括玻璃。玻璃的(玻璃的主要成分是二氧化硅)化学性质较为稳定,熔融后不易与第一金属材料和第二金属材料反应,有利于提高复合材料的纯度。
应当理解的是:当第一金属材料包括至少一个开放的腔体时,隔离材料的含量根据该腔体开口部分的面积确定,以熔融后覆盖在整个工件表面隔绝空气为准。当第一金属材料为平板状不含开放的腔体时,隔离材料的含量以能够将熔融的第二金属材料表面全部覆盖来合理确定。
在一种优选的实施方式中,在升温之前还包括将材料A设置于密封罩内的步骤,所述密封罩内还设置有耗氧材料。将材料A设置于密封罩内,能够使整个工件在生产过程中密封起来,耗氧材料能够在升温和保温过程中将密封罩内的氧气消耗掉,有效减少密封罩内的氧含量,进一步避免第一金属材料和第二金属材料在制备过程中被氧化。
上述“耗氧材料”是指能够消耗氧气的材料。
上述“密封罩”是指能够隔绝空气的组件。
应当理解的是,从经济和实用的角度考虑,密封罩的尺寸应该略大于工件尺寸刚好把工件罩在里面,并且不与工件相接触为宜。
优选地,密封罩的材质包括耐高温金属材料、耐高温陶瓷、耐高温石墨或耐高温粘土,耐高温陶瓷优选包括碳化硅陶瓷。
耐高温金属材料是指在高温下,具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的金属或合金,包括但不限于耐热钢、耐热钛合金、金属钨或金属铌等。耐高温陶瓷是指能够在高温下承受静态或动态的机械负荷的陶瓷,具有高熔点、较高的高温强度和较小的高温蠕变性能,以及较好的耐热震性、抗腐蚀、抗氧化和结构稳定性等,包括但不限于氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷或碳化硼陶瓷等。耐高温石墨是指主要由石墨和耐高温涂料所形成的材料,熔点高、不易变形。耐高温粘土也可以称为耐火粘土,是指耐火度大于1580℃、可做耐火材料的粘土和用作耐火材料的铝土矿。其中,耐高温陶瓷、耐高温石墨和耐高温粘土可以重复利用,降低制备成本。
优选地,耗氧材料包括碳材料,优选包括石墨、木炭、活性炭或炭黑中的至少一种。上述碳材料是指主要元素为碳(C)的材料,包括但不限于石墨,木炭,活性炭,炭黑,石墨和木炭的组合,或活性炭和炭黑的组合等。在无氧环境下,石墨的熔点在3000℃以上,而在有氧常压环境下,石墨在850℃左右即可与空气中的氧气发生反应,生成二氧化碳,将密封罩内的氧气消耗掉,有效降低密封罩内的氧含量。
可选地,所述方法还包括对第一金属材料和/或第二金属材料表面进行预处理的步骤,以除锈和除氧化层。
可选地,当第一金属材料包括至少一个开放的腔体时,所述方法还包括根据第一金属材料的腔体体积计算所需第二金属材料的质量的步骤。
可选地,所述方法还包括在冷却后去除耐高温涂料和隔离材料的步骤,去除方法采用本领域任意一种可实现的方式即可,例如可以为人工打磨和/或抛丸等。
还需说明的是,根据所需的硬度和其他性能的要求合理控制冷却后的出炉温度或进行后期热处理工艺,冷却后的出炉温度例如可以为 800℃等。
如无特别说明,本发明所涉及的“耐高温”均指能够耐受至少 1000℃的温度。
根据本发明的另一方面,提供了一种采用上述制备方法制备得到的双金属复合材料。该双金属复合材料采用上述方法制备得到,因而具有产品质量稳定可靠和成本低廉的优点。
根据本发明的另一方面,提供了一种上述双金属复合材料在耐磨配件中的应用。上述耐磨配件是指具有耐磨效果的各种机械组件或部件。
或,上述双金属复合材料在采矿设备中的应用。
将上述双金属复合材料应用于耐磨配件或采矿设备中,能够有效降低采矿设备的成本,提高其稳定性、耐磨性和抗冲击性,延长其使用寿命。上述采矿设备是指直接开采有用矿物和开采准备工作所用的机械设备,包括开采金属矿石和非金属矿石的采掘机械设备、开采煤炭用的采煤机械设备和开采石油用的石油钻采机械设备等。
应当理解的是,该双金属复合材料在耐磨配件或采矿设备中的具体应用方式采用本领域可实现的方式即可,本发明对此不做特别限制。
根据本发明的另一方面,提供了一种耐磨配件,包括上述双金属复合材料;
或,一种采矿设备,包括上述双金属复合材料。
该耐磨配件或采矿设备包括上述双金属复合材料,因此具有成本低廉、质量稳定、耐磨性和抗冲击性好、使用寿命长的优点。
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
一种双金属复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(a)提供材料A,所述材料A包括:隔离材料、第一金属材料和第二金属材料;
所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间;
所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有硅酸盐耐高温涂料,第一金属材料为Q235B碳钢,硅酸盐耐高温涂料为泽马 ZM99-01A07无机耐高温防腐涂料,第二金属材料为镍基合金,隔离材料为玻璃珠;
所述隔离材料的熔点低于第二金属材料,第二金属材料的熔点低于第一金属材料,第二金属材料的熔点为1050℃,第一金属材料的熔点为1400℃-1500℃;熔融状态下:隔离材料的密度小于第二金属材料的密度;
(b)将材料A升温至保温温度下保温,然后冷却得到所述双金属复合材料,其中,保温温度比第二金属材料的熔点高30℃,每50 mm厚度的双金属复合材料的保温时间为8min。
实施例2-4
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例1不同的是,实施例 2-4中第二金属材料的熔点分别为1100℃、1150℃和1200℃,第一金属材料为Q345B碳钢,熔点为1400℃-1500℃,其余均与实施例1 相同。
实施例2-4中第二金属材料的熔点在本发明优选范围内。
实施例5
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例2不同的是,实施例 5中,第一金属材料为40CrMnMo合金钢,熔点为1300-1400℃,其余均与实施例2相同。
实施例6-8
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例5不同的是,实施例 6-8中保温温度比第二金属材料的熔点分别高50℃、100℃和200℃。其余均与实例5相同。
实施例6-8中升温后的温度在本发明优选范围内。
实施例9-11
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例5不同的是,实施例 9-11中,每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间分别为10min、 12min和15min。其余均与实例5相同。
实施例9-11中保温时间在本发明优选范围内。
实施例12
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例1不同的是,本实施例中耐高温涂料为锆英粉耐高温涂料(富士科的ISOMOL*300)。
实施例13
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例12不同的是,本实施例中,在升温之前还包括将材料A设置于耐高温碳化硅陶瓷密封罩内的步骤,所述密封罩内还设置有石墨。
采用实施例1-13制备得到的双金属复合材料表面光滑,且无氧化层,质量稳定可靠,且对环境要求低,制备成本低廉。
对比例1
一种双金属复合材料的制备方法,包括以下步骤:将第二金属材料设置于第一金属材料一侧,然后将第一金属材料和第二金属材料置于真空炉中,升温后保温,升温后的温度比第二金属材料的熔点高 30℃,保温时间根据所述复合材料的厚度确定,每50mm的厚度保温8min,冷却后得到所述双金属复合材料。
本对比例的制备成本过高,且对炉体有一定程度的损害。
对比例2
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例1不同的是,本对比例中第一金属材料远于第二金属材料的一侧没有硅酸盐耐高温涂料,其余均与实施例1相同。
本对比例得到的双金属复合材料中有较厚的氧化层。
对比例3
一种双金属复合材料的制备方法,与实施例1不同的是,第二金属材料与第一金属材料之间无隔离材料,其余均与实施例1相同。
本对比例得到的双金属复合材料相对于实施例1得到的双金属复合材料,其表面较为粗糙。
图1为第二金属材料熔融前的结构示意图,第一金属材料1作为基体,第二金属材料2设置于第一金属材料1内侧。图2为第二金属材料熔融后的结构示意图,当第二金属材料熔融后,保温一定时间后,第一金属材料和第二金属材料逐渐融合为一体,形成双金属复合材料。图1和图2中,耐高温涂料和隔离材料均未图示。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (20)

1.一种双金属复合材料的制备方法,其特征在于,由以下步骤:
(a)提供材料A,所述材料A包括:隔离材料、第一金属材料和第二金属材料;
所述第二金属材料设置于第一金属材料和隔离材料之间;
所述第一金属材料远于第二金属材料的一侧形成有耐高温涂料;
所述隔离材料的熔点低于第二金属材料,第二金属材料的熔点低于第一金属材料;
熔融状态下:隔离材料的密度小于第二金属材料的密度;
(b)将材料A升温至保温温度下保温,在升温之前还包括将材料A设置于密封罩内的步骤,然后冷却得到所述双金属复合材料,其中,保温温度高于第二金属材料的熔点,且低于第一金属材料的熔点。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第二金属材料的熔点为1100-1200℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,升温后的温度比第二金属材料的熔点高50-200℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第一金属材料的熔点比第二金属材料的熔点高100-300℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,每50mm厚度的双金属复合材料的保温时间为10-15min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一金属材料包括至少一个开放的腔体。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一金属材料包括低碳钢或合金钢。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二金属材料包括高铬白口铸铁。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述耐高温涂料包括无机耐高温涂料。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述耐高温涂料包括硅酸盐耐高温涂料和/或锆英粉耐高温涂料。
11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述隔离材料包括无机非金属材料。
12.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述隔离材料包括玻璃。
13.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述密封罩内还设置有耗氧材料。
14.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,密封罩的材质包括耐高温金属材料、耐高温陶瓷、耐高温石墨或耐高温粘土。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,耐高温陶瓷为碳化硅陶瓷。
16.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,耗氧材料包括碳材料。
17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,耗氧材料包括石墨、木炭、活性炭或炭黑中的至少一种。
18.采用权利要求1-17任一项所述的制备方法制备得到的双金属复合材料。
19.权利要求18所述的双金属复合材料在耐磨配件中的应用;
或,权利要求18所述的双金属复合材料在采矿设备中的应用。
20.一种耐磨配件,包括权利要求18所述的双金属复合材料;
或,一种采矿设备,包括权利要求18所述的双金属复合材料。
CN201910781478.5A 2019-08-22 2019-08-22 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备 Active CN110421149B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910781478.5A CN110421149B (zh) 2019-08-22 2019-08-22 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910781478.5A CN110421149B (zh) 2019-08-22 2019-08-22 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110421149A CN110421149A (zh) 2019-11-08
CN110421149B true CN110421149B (zh) 2021-05-04

Family

ID=68417276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910781478.5A Active CN110421149B (zh) 2019-08-22 2019-08-22 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110421149B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57134258A (en) * 1981-02-12 1982-08-19 Kawasaki Steel Corp Production of two layered stainless steel clad steel
CN1016235B (zh) * 1986-10-11 1992-04-15 机械工业部沈阳铸造研究所 白口铸铁与铸钢双金属复合铸造
IL94958A (en) * 1989-07-21 1995-05-26 Lanxide Technology Co Ltd A method for producing complex and connected bodies by infiltrating an autogenous vacuum and macro-complex bodies thus formed
JP4766587B2 (ja) * 2004-02-02 2011-09-07 第一高周波工業株式会社 クラッドパイプ
CN1562527A (zh) * 2004-03-15 2005-01-12 周照耀 金属复合材料及其制备与成型方法与装置
CN101125362A (zh) * 2007-10-11 2008-02-20 丁家伟 铸造法制造金属层状复合材料工艺及设备
CN105710347A (zh) * 2016-05-05 2016-06-29 北京晶晶星科技有限公司 一种复合轧辊用防氧化保护熔剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110421149A (zh) 2019-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109750210B (zh) 低氧、氢含量高锰钢的生产方法
CN103834876B (zh) 一种奥氏体耐热铸钢排气歧管及其铸造工艺
CN109487178B (zh) 高纯净超高锰钢及其制备工艺
EP3215645B1 (en) Processes for producing low nitrogen metallic chromium and chromium-containing alloys and the resulting products
CN107218209B (zh) 一种石油开采用缸套及其制备方法
CN107109542A (zh) 用于生产低氮、基本上不含氮化物的铬和含有铬加铌的镍基合金的方法以及所得铬和镍基合金
CN104057066B (zh) 一种双金属双液复合锤头的制备方法
CN105112790A (zh) 一种高强度耐磨球墨铸钢及其制备方法
CN112458339A (zh) 一种高温风机用耐蚀合金及其制备方法
CN112458340A (zh) 一种高温风机轴用镍基合金及其制备方法
CN104889399B (zh) 粉末冶金工艺制备耐磨耐蚀合金管件的方法
CN110421149B (zh) 双金属复合材料及其制备方法和应用、耐磨配件、采矿设备
CN113355584B (zh) 一种高钴高钼超硬型高速钢及改善其热加工性能的方法
CN103882341B (zh) 一种耐磨耐热合金材料及其制备方法
TW201504454A (zh) 麻時效鋼的製造方法及介在物的微細化方法
EP3650560A1 (en) Oxidation-resistant heat-resistant alloy and preparing method
CN103924166A (zh) 一种高锰钢及其制备方法
CN114752817B (zh) 一种高温合金模具材料及其制备方法和应用
CN109735757A (zh) 一种烧结硬质合金用舟皿接触材料
CN106086696A (zh) 一种高能离子切分轮合金材料及其制备方法
CN105970102A (zh) 一种高冲击韧性汽车连杆弹簧用合金钢材料
CN110484809B (zh) 复合锤头、其制备方法和复合锤头铸件模型
CN107686935A (zh) 钒钛灰铸铁及灰铸铁‑球墨铸铁双材料铸件的工艺
CN104611634A (zh) 烧结机台车炉篦条材料及生产方法
CN107267778A (zh) 一种新型高效炼镁还原罐及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant