CN1570208A - 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺 - Google Patents

反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN1570208A
CN1570208A CN 200410013074 CN200410013074A CN1570208A CN 1570208 A CN1570208 A CN 1570208A CN 200410013074 CN200410013074 CN 200410013074 CN 200410013074 A CN200410013074 A CN 200410013074A CN 1570208 A CN1570208 A CN 1570208A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
ternary boride
sintering
high speed
speed steel
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.)
Granted
Application number
CN 200410013074
Other languages
English (en)
Other versions
CN1271245C (zh
Inventor
华林
周小平
毛华杰
赵玉民
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.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
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 Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN 200410013074 priority Critical patent/CN1271245C/zh
Publication of CN1570208A publication Critical patent/CN1570208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1271245C publication Critical patent/CN1271245C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高速钢表面覆层的制备工艺。粉末冶金法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺，其特征是取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：25～40、35～50、1～10、1～10、10～20，粉末经过球磨机球磨混合后，用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的5~10％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间10分钟～60分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。它能够解决高速钢制品耐磨性、耐热性不足的缺陷，大幅度提高其使用寿命。

Description

反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺
技术领域
本发明涉及一种高速钢表面覆层的制备工艺，能够解决高速钢制品耐磨性、耐热性不足的缺陷，大幅度提高其使用寿命。
背景技术
高速钢含有较高的碳及大量钨、钼、铬、钒、钴等元素，淬透性很高，热处理后获得回火马氏体和颗粒状碳化物，并产生二次硬化效应，具有较高的强度、硬度和红硬性，并兼有适宜的塑性和韧性。但是，高速钢成分和组织结构决定了其耐磨性和耐热性是有限的，此外，高速钢中的碳化物粗大而且不均匀分布，在热处理过程中难以固溶，减小了奥氏体合金度，也导致高速钢的耐磨性、耐热性不足，难以满足现代加工对模具、工具材料越来越高的要求。在实际应用中，许多工况下既要求材料具有高的强度、韧性，同时又要求材料具有高的硬度、良好的耐磨性。采用单一的材料来制造，难以满足产品对强度、韧性、硬度及耐磨性等综合性能的要求。机械零件的失效大多是从表面开始，材料的表面强度直接影响机械零件的使用寿命。表面处理技术可以改善材料的表面性能，提高机械零部件的使用寿命。主要工艺方法有：化学气相沉积法，物理气相沉积法，激光熔覆技术，热喷涂技术，溶胶-凝胶法，自蔓延高温合成法等，这些方法主要缺点是覆层或涂层的厚度较薄，与基材的界面结合不稳定，结合强度偏低，设备投资大，工艺复杂。
发明内容
为了克服高速钢存在耐磨性、耐热性不足，提高高速钢制品的使用寿命，本发明采用粉末冶金法，在高速钢表面制备三元硼化物金属陶瓷覆层，使其在保持较高强度和韧性的同时，具有较高的耐磨性及耐热性。
本发明所采用的技术方案是：反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺，取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：25～40、35～50、1～10、1～10、10～20，粉末经过球磨机球磨混合后，用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的5~10％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间10分钟～60分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
所述的经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm。
所述的混合料涂覆在高速钢制品的表面的涂层厚度为0.1～10mm。
反应烧结法制备三元硼化物金属陶瓷，是利用镍、铬、钼等粉末与硼或硼化物混合粉末与铁在高温下原位反应生成三元硼化物，并通过高温液相烧结达到完全致密化的一种新型工艺。其烧结体的结构是三元硼化物的硬质相和含镍、铬、钼等铁基粘结相。具有很高的硬度、耐磨性及耐热性。
本发明的有益效果是，获得和基质材料牢固结合且具有一定厚度的表面三元硼化物金属陶瓷覆层，在保持高速钢的高强度和韧性的同时，表面具有很高的硬度、耐磨性及耐热性，耐磨性实验表明，抗磨损能力可以提高5倍(如图1所示)，能够大幅度的提高制品的使用寿命。
附图说明
图1是本发明抗磨损性能图
具体实施方式
实施例1：取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：25、35、10、10、20，粉末置入球磨机中球磨，经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm；用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的5％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，覆层厚度为0.1mm，待干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1350℃，保温时间10分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
实施例2：取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：40、35、5、10、10，粉末放入球磨机中球磨，经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm；用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的7％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，覆层厚度为5mm，待干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间40分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
实施例3：取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：30、40、10、5、15，粉末放入球磨机中球磨，经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm；用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末重量的8％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，覆层厚度为6mm，待干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间40分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
实施例4：取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：40、38、1、1、20，粉末置入球磨机中球磨，经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm；用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的10％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，覆层厚度为10mm，待干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间60分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
本发明还可以解决在钢铁材料表面上制备的硬质材料覆层或涂层的一系列科学技术问题，包括：制备三元硼化物金属陶瓷覆层成分的选择原则，确定制备三元硼化物金属陶瓷覆层的成型方法和烧结工艺，揭示三元硼化物金属陶瓷覆层的界面结构特征和烧结机理。

Claims (3)

1.反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺，其特征是取组份为：FeB、Mo、Ni、Cr、Fe的粉末，其重量百分比含量分别为：25～40、35～50、1～10、1～10、10～20，粉末经过球磨机球磨后，用水玻璃进行调制，水玻璃占粉末总重量的5~10％，将调制好的混合料涂覆在高速钢制品的表面，干燥后在真空炉中烧结，烧结温度1200℃～1350℃，保温时间10分钟～60分钟，烧结后获得与高速钢基体牢固结合的三元硼化物金属陶瓷覆层。
2.据权利要求1所述的反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺，其特征是：所述的经球磨机球磨后的粉未粒径为10~20μm。
3.据权利要求1所述的反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的工艺，其特征是：所述的混合料涂覆在高速钢制品的表面的涂层厚度为0.1～10mm。
CN 200410013074 2004-04-22 2004-04-22 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的方法 Expired - Fee Related CN1271245C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410013074 CN1271245C (zh) 2004-04-22 2004-04-22 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410013074 CN1271245C (zh) 2004-04-22 2004-04-22 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1570208A true CN1570208A (zh) 2005-01-26
CN1271245C CN1271245C (zh) 2006-08-23

Family

ID=34478174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200410013074 Expired - Fee Related CN1271245C (zh) 2004-04-22 2004-04-22 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1271245C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100510191C (zh) * 2006-12-08 2009-07-08 湖北工业大学 等离子喷涂制备三元硼化物基金属陶瓷涂层的方法
CN102717507A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 浙江华业塑料机械有限公司 金属机筒及其制作方法
CN102773991A (zh) * 2012-06-21 2012-11-14 浙江华业塑料机械有限公司 金属螺杆及其制作方法
CN106587088A (zh) * 2016-10-25 2017-04-26 广东工业大学 一种新型三元锇钌硼化物硬质材料及其制备方法
CN107586535A (zh) * 2017-08-03 2018-01-16 北京金科复合材料有限责任公司 一种微孔黑色金属陶瓷材料及其制备方法
CN109133937A (zh) * 2018-08-08 2019-01-04 天津德天助非晶纳米科技有限公司 三元硼化物及其制备方法和应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102899659A (zh) * 2012-10-16 2013-01-30 哈尔滨工业大学 氮化硼纳米管疏水膜的制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100510191C (zh) * 2006-12-08 2009-07-08 湖北工业大学 等离子喷涂制备三元硼化物基金属陶瓷涂层的方法
CN102717507A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 浙江华业塑料机械有限公司 金属机筒及其制作方法
CN102773991A (zh) * 2012-06-21 2012-11-14 浙江华业塑料机械有限公司 金属螺杆及其制作方法
CN102717507B (zh) * 2012-06-21 2015-02-25 浙江华业塑料机械有限公司 金属机筒及其制作方法
CN102773991B (zh) * 2012-06-21 2015-07-01 浙江华业塑料机械有限公司 金属螺杆及其制备方法
CN106587088A (zh) * 2016-10-25 2017-04-26 广东工业大学 一种新型三元锇钌硼化物硬质材料及其制备方法
CN107586535A (zh) * 2017-08-03 2018-01-16 北京金科复合材料有限责任公司 一种微孔黑色金属陶瓷材料及其制备方法
CN109133937A (zh) * 2018-08-08 2019-01-04 天津德天助非晶纳米科技有限公司 三元硼化物及其制备方法和应用
CN109133937B (zh) * 2018-08-08 2021-05-25 天津德天助非晶纳米科技有限公司 三元硼化物及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN1271245C (zh) 2006-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1321768C (zh) 温压弥散颗粒增强钢铁基粉末冶金复合材料的制备方法
CN108637268B (zh) 一种微波碳热还原制备复合Ti(C,N)金属陶瓷粉体的方法
CN110508807A (zh) 一种优化粒径陶瓷增强金属基复合材料的使用方法
CN1498984A (zh) 多元合金涂层
Ghasali et al. The effects of metallic additives on the microstructure and mechanical properties of WC-Co cermets prepared by microwave sintering
CN108971799B (zh) 一种等离子弧堆焊用金属陶瓷合金粉末
CN114262872B (zh) 一种铬铝硼合金复合靶材及其制备方法
CN1102555C (zh) 高耐磨性复合金属陶瓷刀具材料
CN110499442A (zh) 一种高强度抗腐蚀Cr3C2基轻质金属陶瓷合金及其制备方法
CN1267581C (zh) 粉末冶金法制备高速钢表面硬质合金覆层的方法
CN114318038A (zh) 一种硼化物改性Mo2FeB2基金属陶瓷及其制备方法
CN1271245C (zh) 反应烧结法制备高速钢表面三元硼化物金属陶瓷覆层的方法
Li et al. Fabrication of plasma-sprayed TiC-Ti5Si3-Ti3SiC2 composite coatings from the annealed Ti/SiC powders
CN1746323A (zh) 一种非稳定态钇氧化锆增韧增强碳化钨复合材料的制备方法
CN101823882B (zh) 碳化硅/碳化钨复合材料及其制备方法
CN100451151C (zh) 稀土添加堆焊合金及在铝基复合材料制备中的堆焊工艺
Maurya et al. Microstructural evolution and mechanical properties of Ti (C, N)–FeCrMo-based green cermets
CN1609274A (zh) 一种碳化物/铁基合金复合涂层及其反应钎涂工艺
CN108754462A (zh) 一种纳米氧化铝补强耐磨衬板的制备方法
Liu et al. Mechanical properties and microstructure of Ti (C 5 N 5)-TiB 2-(W 7 Ti 3) C composite cutting tool materials
CN115044819B (zh) 一种高硬度原位增强铁基复合材料及其制备方法
CN110408829A (zh) 一种梯度多层涂层与梯度硬质合金相结合的刀具及其制备方法
CN111455376B (zh) 一种增强45#钢耐腐蚀性的Cr7C3-Mo2NiB2复相陶瓷涂层的制备方法
Yehia et al. Microstructure and physical properties of blended and coated (Ta, Nb) C/Ni cermets
CN102424970A (zh) 粉末冶金法制备耐磨件表面硬质合金覆层的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060823

Termination date: 20140422