CN115502390A - 一种复合型耐磨材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型耐磨材料，原料包括，石墨1.5‑4份、碳酸钙2‑4份、氧化铝1‑2份、硅灰石纤维0.5‑1份、三氧化二铁2‑3份、硅酸钠0.6‑1.4份、镁粉3‑5份、二氧化硅0.4‑0.8份、碳化钙2‑6.5份、叶腊石1.5‑3份，氧化铬1‑2份、氮化硅0.6‑1.2份、锰粉0.5‑1.5份、石灰石1‑2份、白云石1.5‑4份、钙凡石1.5‑3份、镍粉2‑4份。本发明制作出的耐磨处理材料颗粒较小，吸附性强，能加强合金材料的物理性能和化学性能，同时保证合金材料的耐磨性、强度和抗冲击性能充分保证了合金材料的使用寿命，制作采用多种矿石原料，节省了原材料成本，且制作工艺简单，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其是一种复合型耐磨材料及其制备方法。
背景技术
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用
磨损是材料的破坏形式之一。尽管磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失相当惊人。在冶金矿山、农机、煤炭等磨损严重的行业部门均使用大量耐磨材料，其中大部分材料因磨损而失效。工业发达国家机械装备以及零件的磨损所造成的经济损失占较大。
现有的高强度合金材料的耐磨性能较差，制作材料成本高，且工艺较为繁琐，在这里我们提出一种复合型耐磨材料及其制备方法。
发明内容
本发明为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，一种复合型耐磨材料，原料包括，石墨1.5-4份、碳酸钙2-4份、氧化铝1-2份、硅灰石纤维0.5-1份、三氧化二铁2-3份、硅酸钠0.6-1.4份、镁粉3-5份、二氧化硅0.4-0.8份、碳化钙2-6.5份、叶腊石1.5-3份，氧化铬1-2份、氮化硅0.6-1.2份、锰粉0.5-1.5份、石灰石1-2份、白云石1.5-4份、钙凡石1.5-3份、镍粉2-4份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括有以下原料分量，其中石墨4份、碳酸钙4份、氧化铝2份、硅灰石纤维1份、三氧化二铁3份、硅酸钠1.4份、镁粉5份、二氧化硅0.8份、碳化钙6.5份、叶腊石3份，氧化铬2份、氮化硅1.2份、锰粉1.5份、石灰石2份、白云石4份、钙凡石3份、镍粉4份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括有以下原料分量，其中石墨1.5份、碳酸钙2份、氧化铝1份、硅灰石纤维0.5份、三氧化二铁2份、硅酸钠0.6份、镁粉3份、二氧化硅0.4份、碳化钙2份、叶腊石1.5份，氧化铬1份、氮化硅0.6份、锰粉0.5份、石灰石1份、白云石1.5份、钙凡石1.5份、镍粉2份。
作为本发明的进一步优选方式，包括以下步骤，
S1，原料进行准备，对杂质进行清除；
S2，石墨、碳酸钙、氧化铝、硅灰石纤维、三氧化二铁、硅酸钠、镁粉、二氧化硅、碳化钙、叶腊石倒入多级研磨石英粉球磨机，对进入球磨机的物料进行分选，采用分仓研磨，得到粒径不同的粉体，筛网过筛，使用1.05mm筛网过筛，并对筛分后的原料进行磨粉加工；
S3，氧化铬、氮化硅、锰粉、石灰石、白云石、钙凡石、镍粉进行研磨成粉状，再送入加热炉中进行脱氧处理，首先装入热处理炉中,再关紧保温炉门,供电升温，当温度升至450-550℃时,保温1-2小时,再升温至750-780℃时,保温1-2小时，再升温至800-850℃,保温5-7小时后，出炉风冷；
S4，将以上两种混合原料进行充分混合，加热充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温，升温过程中保持50℃/min提高，且持续5min，然后保持648℃，持续1.5h，然后自然冷却，即完成制作。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，原料混合可以采用离心式转动混合，离心机的转速为350～680r/min。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S2中，所述叶腊石、石灰石、钙凡石、白云石、钙凡石中的Al2O3≥1.2％，Fe2O3≤0.5％。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S3，原料破碎与级配的质量百分比计为：粒度为：1.2-1.5mm—40-50％，粒度为：0.5-0.6mm—20-30％粒度为：1.7-2mm—20-30％。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S1中，球磨机的压力设定为78-85N，且球磨机的压球材质为钨钢。
本发明所达到的有益效果是：本发明制作出的耐磨处理材料颗粒较小，吸附性强，能加强合金材料的物理性能和化学性能，同时保证合金材料的耐磨性、强度和抗冲击性能充分保证了合金材料的使用寿命，制作采用多种矿石原料，节省了原材料成本，且制作工艺简单，值得推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，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。基于本发明中的实施例，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。
本发明提供一种技术方案：一种复合型耐磨材料，原料包括，石墨1.5-4份、碳酸钙2-4份、氧化铝1-2份、硅灰石纤维0.5-1份、三氧化二铁2-3份、硅酸钠0.6-1.4份、镁粉3-5份、二氧化硅0.4-0.8份、碳化钙2-6.5份、叶腊石1.5-3份，氧化铬1-2份、氮化硅0.6-1.2份、锰粉0.5-1.5份、石灰石1-2份、白云石1.5-4份、钙凡石1.5-3份、镍粉2-4份。
还包括有以下原料分量，其中石墨4份、碳酸钙4份、氧化铝2份、硅灰石纤维1份、三氧化二铁3份、硅酸钠1.4份、镁粉5份、二氧化硅0.8份、碳化钙6.5份、叶腊石3份，氧化铬2份、氮化硅1.2份、锰粉1.5份、石灰石2份、白云石4份、钙凡石3份、镍粉4份。
还包括有以下原料分量，其中石墨1.5份、碳酸钙2份、氧化铝1份、硅灰石纤维0.5份、三氧化二铁2份、硅酸钠0.6份、镁粉3份、二氧化硅0.4份、碳化钙2份、叶腊石1.5份，氧化铬1份、氮化硅0.6份、锰粉0.5份、石灰石1份、白云石1.5份、钙凡石1.5份、镍粉2份。
包括以下制作步骤，
S1，原料进行准备，对杂质进行清除；
S2，石墨、碳酸钙、氧化铝、硅灰石纤维、三氧化二铁、硅酸钠、镁粉、二氧化硅、碳化钙、叶腊石倒入多级研磨石英粉球磨机，对进入球磨机的物料进行分选，采用分仓研磨，得到粒径不同的粉体，筛网过筛，使用1.05mm筛网过筛，并对筛分后的原料进行磨粉加工；
S3，氧化铬、氮化硅、锰粉、石灰石、白云石、钙凡石、镍粉进行研磨成粉状，再送入加热炉中进行脱氧处理，首先装入热处理炉中,再关紧保温炉门,供电升温，当温度升至450-550℃时,保温1-2小时,再升温至750-780℃时,保温1-2小时，再升温至800-850℃,保温5-7小时后，出炉风冷；
S4，将以上两种混合原料进行充分混合，加热充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温，升温过程中保持50℃/min提高，且持续5min，然后保持648℃，持续1.5h，然后自然冷却，即完成制作。
步骤S4中，原料混合可以采用离心式转动混合，离心机的转速为350～680r/min。
步骤S2中，所述叶腊石、石灰石、钙凡石、白云石、钙凡石中的Al2O3≥1.2％，Fe2O3≤0.5％。
步骤S3，原料破碎与级配的质量百分比计为：粒度为：1.2-1.5mm—40-50％，粒度为：0.5-0.6mm—20-30％粒度为：1.7-2mm—20-30％。
步骤S1中，球磨机的压力设定为78-85N，且球磨机的压球材质为钨钢。
实施例一
一种复合型耐磨材料，包括有以下原料分量，其中石墨4g、碳酸钙4g、氧化铝2g、硅灰石纤维1g、三氧化二铁3g、硅酸钠1.4g、镁粉5g、二氧化硅0.8g、碳化钙6.5g、叶腊石3g，氧化铬2g、氮化硅1.2g、锰粉1.5g、石灰石2g、白云石4g、钙凡石3g、镍粉4g。
首先对原料进行准备，对杂质进行清除；将石墨、碳酸钙、氧化铝、硅灰石纤维、三氧化二铁、硅酸钠、镁粉、二氧化硅、碳化钙、叶腊石倒入多级研磨石英粉球磨机，球磨机的压力设定为85N，且球磨机的压球材质为钨钢，对进入球磨机的物料进行分选，采用分仓研磨，得到粒径不同的粉体，筛网过筛，使用1.05mm筛网过筛，并对筛分后的原料进行磨粉加工；氧化铬、氮化硅、锰粉、石灰石、白云石、钙凡石、镍粉进行研磨成粉状，再送入加热炉中进行脱氧处理，首先装入热处理炉中,再关紧保温炉门,供电升温，当温度升至550℃时,保温2小时,再升温至780℃时,保温1-2小时，再升温至850℃,保温5-7小时后，出炉风冷；将以上两种混合原料进行充分混合，原料混合可以采用离心式转动混合，离心机的转速为680r/min，加热充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温，升温过程中保持50℃/min提高，且持续5min，然后保持648℃，持续1.5h，然后自然冷却，即完成制作。
实施例二
一种复合型耐磨材料，包括有以下原料分量，其中石墨1.5份、碳酸钙2份、氧化铝1份、硅灰石纤维0.5份、三氧化二铁2份、硅酸钠0.6份、镁粉3份、二氧化硅0.4份、碳化钙2份、叶腊石1.5份，氧化铬1份、氮化硅0.6份、锰粉0.5份、石灰石1份、白云石1.5份、钙凡石1.5份、镍粉2份。
首先对原料进行准备，对杂质进行清除；将石墨、碳酸钙、氧化铝、硅灰石纤维、三氧化二铁、硅酸钠、镁粉、二氧化硅、碳化钙、叶腊石倒入多级研磨石英粉球磨机，球磨机的压力设定为78N，且球磨机的压球材质为钨钢，对进入球磨机的物料进行分选，采用分仓研磨，得到粒径不同的粉体，筛网过筛，使用1.05mm筛网过筛，并对筛分后的原料进行磨粉加工；氧化铬、氮化硅、锰粉、石灰石、白云石、钙凡石、镍粉进行研磨成粉状，再送入加热炉中进行脱氧处理，首先装入热处理炉中,再关紧保温炉门,供电升温，当温度升至450℃时,保温1-2小时,再升温至750℃时,保温1-2小时，再升温至800℃,保温5-7小时后，出炉风冷；将以上两种混合原料进行充分混合，原料混合可以采用离心式转动混合，离心机的转速为350r/min，加热充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温，升温过程中保持50℃/min提高，且持续5min，然后保持648℃，持续1.5h，然后自然冷却，即完成制作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种复合型耐磨材料，其特征在于：原料包括，石墨1.5-4份、碳酸钙2-4份、氧化铝1-2份、硅灰石纤维0.5-1份、三氧化二铁2-3份、硅酸钠0.6-1.4份、镁粉3-5份、二氧化硅0.4-0.8份、碳化钙2-6.5份、叶腊石1.5-3份，氧化铬1-2份、氮化硅0.6-1.2份、锰粉0.5-1.5份、石灰石1-2份、白云石1.5-4份、钙凡石1.5-3份、镍粉2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种复合型耐磨材料，其特征在于，还包括有以下原料分量，其中石墨4份、碳酸钙4份、氧化铝2份、硅灰石纤维1份、三氧化二铁3份、硅酸钠1.4份、镁粉5份、二氧化硅0.8份、碳化钙6.5份、叶腊石3份，氧化铬2份、氮化硅1.2份、锰粉1.5份、石灰石2份、白云石4份、钙凡石3份、镍粉4份。
3.根据权利要求1所述的一种复合型耐磨材料，其特征在于，还包括有以下原料分量，其中石墨1.5份、碳酸钙2份、氧化铝1份、硅灰石纤维0.5份、三氧化二铁2份、硅酸钠0.6份、镁粉3份、二氧化硅0.4份、碳化钙2份、叶腊石1.5份，氧化铬1份、氮化硅0.6份、锰粉0.5份、石灰石1份、白云石1.5份、钙凡石1.5份、镍粉2份。
4.根据权利要求1所述的一种复合型耐磨材料的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，原料进行准备，对杂质进行清除；
S2，石墨、碳酸钙、氧化铝、硅灰石纤维、三氧化二铁、硅酸钠、镁粉、二氧化硅、碳化钙、叶腊石倒入多级研磨石英粉球磨机，对进入球磨机的物料进行分选，采用分仓研磨，得到粒径不同的粉体，筛网过筛，使用1.05mm筛网过筛，并对筛分后的原料进行磨粉加工；
S3，氧化铬、氮化硅、锰粉、石灰石、白云石、钙凡石、镍粉进行研磨成粉状，再送入加热炉中进行脱氧处理，首先装入热处理炉中,再关紧保温炉门,供电升温，当温度升至450-550℃时,保温1-2小时,再升温至750-780℃时,保温1-2小时，再升温至800-850℃,保温5-7小时后，出炉风冷；
S4，将以上两种混合原料进行充分混合，加热充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温，升温过程中保持50℃/min提高，且持续5min，然后保持648℃，持续1.5h，然后自然冷却，即完成制作。
5.根据权利要求4所述的一种复合型耐磨材料的其制备方法，其特征在于，步骤S4中，原料混合可以采用离心式转动混合，离心机的转速为350～680r/min。
6.根据权利要求4所述的一种复合型耐磨材料的其制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述叶腊石、石灰石、钙凡石、白云石、钙凡石中的Al2O3≥1.2％，Fe2O3≤0.5％。
7.根据权利要求4所述的一种复合型耐磨材料的其制备方法，其特征在于，步骤S3，原料破碎与级配的质量百分比计为：粒度为：1.2-1.5mm—40-50％，粒度为：0.5-0.6mm—20-30％粒度为：1.7-2mm—20-30％。
8.根据权利要求4所述的一种复合型耐磨材料的其制备方法，其特征在于，步骤S1中，球磨机的压力设定为78-85N，且球磨机的压球材质为钨钢。
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