CN114635096A - 一种耐磨损性强的金属材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属制备领域,尤其是一种耐磨损性强的金属材料及其制备工艺,针对现有的金属的耐磨性能较差,进而在一些长时间被摩擦的工件极易损坏,不仅使得整个机器需要停工检修,导致降低工作效率,费时费力,而且还可能损坏机器,造成不必要的损失,耐磨的材料成本一般较高,不便于常规工厂使用的问题,现提出如下方案,其包括如下组分:Re:3~4.5%;C:5~7.5%;Ti:0.2~0.4%;Mn:10~15%;Al:1~1.5%;Mo:0.5~1%;余量为铁和不可避免的杂质,由多种金属熔炼而成,耐磨性能好,同时耐受性高,方法易操作,易生产,成本低,装卸方便,有效达到降耗、节能、环保、高效的目的。
Description
技术领域
本发明涉及金属制备技术领域,尤其涉及一种耐磨损性强的金属材料及其制备工艺。
背景技术
纯金属在常温下一般都是固体(汞除外),有金属光泽(即对可见光强烈反射),大多数为电和热的优良导体,有延展性,密度较大,熔点较高。地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。金属在自然界中广泛存在,在生活中应用极为普遍,在现代工业中是非常重要和应用最多的一类物质。
现有的金属的耐磨性能较差,进而在一些长时间被摩擦的工件极易损坏,不仅使得整个机器需要停工检修,导致降低工作效率,费时费力,而且还可能损坏机器,造成不必要的损失,耐磨的材料成本一般较高,不便于常规工厂使用,所以我们提出一种耐磨损性强的金属材料及其制备工艺,用以解决上述所提到的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的金属的耐磨性能较差,进而在一些长时间被摩擦的工件极易损坏,不仅使得整个机器需要停工检修,导致降低工作效率,费时费力,而且还可能损坏机器,造成不必要的损失,耐磨的材料成本一般较高,不便于常规工厂使用的缺点,而提出的一种耐磨损性强的金属材料及其制备工艺。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3~4.5%;C:5~7.5%;Ti:0.2~0.4%;Mn:10~15%;Al:1~1.5%;Mo:0.5~1%;S:0.2~0.4%;Ni:0.1~0.3%;稀土:0.2~0.5%;W:0.5~0.7%;Nb:0.1~0.2%;Ta:0.1~0.12%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1000~1100℃,保温2~3h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热并保温,冷却至室温即可。
优选地,所述步骤S2中的熔炼温度为800~850℃。
优选地,所述步骤S2中的保温时间为30~40min。
优选地,所述步骤S5中第一盆水水温为60~80℃,降温时间为1~2min。
优选地,所述步骤S5中第二盆水水温为20~30℃,降温时间为5~10min。
优选地,所述步骤S6中的加热温度为180~200℃。
优选地,所述步骤S6中的保温时长为1~2h。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、由多种金属熔炼而成,耐磨性能好,同时耐受性高;
2、方法易操作,易生产,成本低,装卸方便,有效达到降耗、节能、环保、高效的目的。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3%;C:5%;Ti:0.2%;Mn:10%;Al:1%;Mo:0.5%;S:0.2%;Ni:0.1%;稀土:0.2%;W:0.5%;Nb:0.1%;Ta:0.1%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到800℃,保温30min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1000℃,保温2h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为60℃,降温时间为1min,第二盆水水温为20℃,降温时间为5min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至180℃,保温1h后,冷却至室温即可。
实施例二
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3.5%;C:5.5%;Ti:0.4%;Mn:15%;Al:1.5%;Mo:0.5%;S:0.2%;Ni:0.1%;稀土:0.5%;W:0.7%;Nb:0.1%;Ta:0.1%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到820℃,保温30min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1000℃,保温2h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为60℃,降温时间为2min,第二盆水水温为30℃,降温时间为10min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至200℃,保温2h后,冷却至室温即可。
实施例三
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:4%;C:6%;Ti:0.2%;Mn:12%;Al:1.5%;Mo:1%;S:0.2%;Ni:0.1%;稀土:0.2%;W:0.5%;Nb:0.1%;Ta:0.1%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到820℃,保温35min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1100℃,保温2h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为65℃,降温时间为1min,第二盆水水温为25℃,降温时间为5min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至190℃,保温2h后,冷却至室温即可。
实施例四
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:4%;C:6%;Ti:0.3%;Mn:12%;Al:1.2%;Mo:1%;S:0.3%;Ni:0.2%;稀土:0.5%;W:0.6%;Nb:0.2%;Ta:0.11%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到830℃,保温35min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1050℃,保温2.5h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为65℃,降温时间为1min,第二盆水水温为25℃,降温时间为5min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至190℃,保温2h后,冷却至室温即可。
实施例五
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3.6%;C:5.5%;Ti:0.3%;Mn:15%;Al:1.5%;Mo:1%;S:0.3%;Ni:0.2%;稀土:0.5%;W:0.7%;Nb:0.1%;Ta:0.12%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到830℃,保温35min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1100℃,保温3h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为68℃,降温时间为2min,第二盆水水温为30℃,降温时间为10min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至200℃,保温1h后,冷却至室温即可。
实施例六
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3%;C:5%;Ti:0.3%;Mn:14%;Al:1.5%;Mo:0.8%;S:0.3%;Ni:0.1%;稀土:0.2%;W:0.5%;Nb:0.1%;Ta:0.1%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到800℃,保温30min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1000℃,保温3h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为80℃,降温时间为1min,第二盆水水温为20℃,降温时间为10min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至180℃,保温2h后,冷却至室温即可。
实施例七
一种耐磨损性强的金属材料,包括如下组分:Re:3.5%;C:6%;Ti:0.3%;Mn:15%;Al:1.5%;Mo:1%;S:0.4%;Ni:0.1%;稀土:0.2%;W:0.5%;Nb:0.1%;Ta:0.1%,余量为铁和不可避免的杂质。
一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼,加热到800℃,保温340min;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1100℃,保温3h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温,第一盆水水温为80℃,降温时间为2min,第二盆水水温为30℃,降温时间为10min;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热至200℃,保温2h后,冷却至室温即可。
本发明提出的七组实施例的制作结果进行对比,实施例三制作出的产品耐磨性能最佳,达到长时间使用的要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,包括如下组分:Re:3~4.5%;C:5~7.5%;Ti:0.2~0.4%;Mn:10~15%;Al:1~1.5%;Mo:0.5~1%;S:0.2~0.4%;Ni:0.1~0.3%;稀土:0.2~0.5%;W:0.5~0.7%;Nb:0.1~0.2%;Ta:0.1~0.12%,余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨损性强的金属材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、准备相应质量比的原材料;
S2、将铁、C、Re、Al、Ti、Mn、Mo、S和Ni加入熔炼炉中,进行熔炼;
S3、再加入稀土、W、Nb和Ta,继续加热至1000~1100℃,保温2~3h;
S4、将合金液倒入相应的模具中,得到成品;
S5、将成品取出,依次放入两盆水中进行降温;
S6、将冷却后的成品放回熔炼炉内部,继续加热并保温,冷却至室温即可。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S2中的熔炼温度为800~850℃。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S2中的保温时间为30~40min。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S5中第一盆水水温为60~80℃,降温时间为1~2min。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S5中第二盆水水温为20~30℃,降温时间为5~10min。
7.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S6中的加热温度为180~200℃。
8.根据权利要求2所述的一种耐磨损性强的金属材料,其特征在于,所述步骤S6中的保温时长为1~2h。
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