專利名稱：含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨材料，特別是涉及一種含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊材料及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
耐磨焊接材料以提高產(chǎn)品的耐磨使用壽命為目的，用于機械產(chǎn)品表面的改性以提高耐磨壽命，或用于舊產(chǎn)品表面磨損的修復(fù)來恢復(fù)尺寸再制造。耐磨焊接材料主要有耐磨焊條(包括藥皮焊條和管狀焊條)、耐磨焊絲(包括實心焊絲和藥芯焊絲)、耐磨合金粉末、 耐磨合金粉塊四種類型，本發(fā)明屬于耐磨合金粉末塊類型。耐磨焊條是通過焊條壓涂機或手工搓制的方法制造成焊條產(chǎn)品，采用手工堆焊的方法制備耐磨層，由于手工堆焊操作靈活方便，耐磨焊條品種齊全選擇范圍廣，所以是耐磨焊接應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)最為成熟的材料之一。耐磨焊絲是通過拔絲裝置制成絲材產(chǎn)品，主要采用自動堆焊的方法制備耐磨層，由于自動化作業(yè)生產(chǎn)效率高，耐磨焊絲材料得到了迅速的發(fā)展，產(chǎn)品逐步趨于多品種系列化。耐磨合金粉末是一種粉末狀材料，主要用于冶金材料、鑄造材料、焊接材料的配制原料，隨著焊接技術(shù)的進步，耐磨合金粉末作為一種焊接材料直接被用于如等離子粉末堆焊中，隨后又被廣泛應(yīng)用于粉末熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域制備耐磨涂層。耐磨合金粉塊焊接材料是通過機械壓制的方法，將調(diào)配好的合金粉末材料壓制成塊狀材料產(chǎn)品，通過熔化堆焊的方法制備耐磨層。根據(jù)上述耐磨焊接材料的特點對比可知，耐磨合金粉末塊堆焊材料比堆焊焊條、 堆焊焊絲配制簡易，成分容易調(diào)整，制造工藝簡單，生產(chǎn)成本低，操作使用靈活方便，堆焊效率高的優(yōu)勢，所以是目前很有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N耐磨焊接材料。目前公開的報道有專利申請?zhí)枮?00810111113的中國專利公開了一種用鐵合金粉末造塊的方法，一種屬于煉鋼和鑄造中使用回收的鐵合金粉壓制成塊的技術(shù)。將鐵合金錠在破碎和運輸中產(chǎn)生的6mm以下的硅鐵粉、硅錳鐵粉、錳鐵粉，加入粘結(jié)劑、固化劑、硬化劑及水，經(jīng)過干混、濕混，沖壓成塊， 經(jīng)干燥后所得合金塊在物理性能和化學(xué)成分上達到原鐵合金標準，適用于轉(zhuǎn)爐、電爐及化鐵爐的脫氧、合金化，代替原鐵合金，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，增加經(jīng)濟效益。該技術(shù)容易掌握，設(shè)備簡單，投資少，收效快，同樣適用稀土合金粉壓塊。專利申請?zhí)枮?00710014452 的中國專利，公開了一種堆焊用合金粉塊，所述合金粉塊由金屬和鐵合金粉末、粘接劑、增塑劑制成，其中，以質(zhì)量比計，金屬和鐵合金粉末粘接劑增塑劑為100 5 15 0 8;所述合金粉塊是任意幾何體形狀，其中，粉塊的大小、長度、表面形狀根據(jù)欲堆焊面需要任意確定，但所述合金粉塊在欲堆焊面上排布時，其拼接處粉塊邊緣的厚度為0 0. Imm0 此發(fā)明通過合金粉塊橫截面幾何形狀的設(shè)計，使得電弧更容易穿過難以熔化的合金粉塊熔化母材，母材的熔化又加速了合金粉塊的熔化，解決了合金粉塊難以熔化，易被電弧的等離子流力吹散的難題，大大提高了生產(chǎn)效率。專利申請?zhí)枮?00710014451的中國專利，公開了一種堆焊用夾芯合金粉塊及其制備方法與應(yīng)用，由藥皮和金屬芯制成，所述夾芯合金粉塊是任意幾何體形狀；所述藥皮由堆焊金屬要求的金屬和鐵合金粉末、粘接劑、增塑劑制成；所述金屬芯是生產(chǎn)焊條用的鋼芯或生產(chǎn)藥芯焊絲用的鋼帶，金屬芯之間的間距為0 3mm,對稱分布于合金粉塊橫截面的幾何中心，且金屬芯外圍藥皮的最小厚度不小于1mm，金屬芯與藥皮的質(zhì)量比值為1 (0.3 12)。所述堆焊用夾芯合金粉塊采用模壓或焊條液壓涂粉機方法制備，克服了不夾芯粉塊導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力差，感應(yīng)加熱時難以熔化的弊端，使得合金粉塊采用高效化的感應(yīng)加熱熔敷成為可能，同時也解決了電弧熔敷時合金粉塊難以熔化，易被電弧的等離子流力吹散的難題，大大提高了生產(chǎn)效率。專利號為8510M40的中國專利，公開了一種!^-05耐磨堆焊合金粉塊，這種粉塊的原料為高碳鉻鐵、硼鐵、硅鐵的機械破碎粉末及102 霧化粉末，它們的質(zhì)量比為高碳鉻鐵60 80% ；硼鐵15 35% ； 硅鐵2% ； 102 霧化粉末3%。Fe-05耐磨堆焊合金粉塊是用于承受低應(yīng)力磨粒磨損的工件表面的一種堆焊材料，F(xiàn)e-05粉塊是采用若干種機械破碎粉和霧化粉按比例配合后添加定量粘接劑并經(jīng)混合、壓制而成的。Fe-05粉塊屬鉻基，其合金含量為C :5-6. 5% ；Cr 48-52% ；B 3-4% ；Si 3~4% ；Ni 2~3% ；Fe :33. 5-39% ；用弧焊或等離子焊熱源，在有或沒有防氧化保護條件下，都可把狗-05粉塊堆焊在鋼制的工件表面上；規(guī)格有90X30X3mm、 90 X 30 X 4mm、90 X 30 X 5mm、60 X 20 X 3. 5謹，需要特殊規(guī)格，可在訂貨時協(xié)商解決。根據(jù)堆焊合金粉塊的相關(guān)資料報道可知，耐磨合金粉塊是堆焊耐磨產(chǎn)品的一種發(fā)展中的焊接材料，特別是1^-05粉塊，是目前很受歡迎的耐磨堆焊材料，主要體現(xiàn)在針對小面積部位的耐磨堆焊和耐磨修復(fù)方面，采用碳弧熔化堆焊的工藝已得到了很好的應(yīng)用， 而且我國生產(chǎn)廠家和產(chǎn)量在逐年增多，說明了耐磨合金粉塊堆焊材料的需求量是在明顯增加，但不足的是，耐磨合金粉塊產(chǎn)品均為金屬類合金粉塊產(chǎn)品，類型單一品種少，正如有公開報道的新06 耐磨合金粉塊雖然是一種新品種，但仍是狗-05粉塊的改進型產(chǎn)品。隨著耐磨產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對耐磨合金粉塊產(chǎn)品從耐磨性和多品種化提出了更高的要求，需要更高耐磨性的合金粉塊產(chǎn)品滿足市場的需求。陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、熱障、絕緣性好的顯著特點，是金屬材料無法替代的，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域已充分體現(xiàn)出比金屬材料具有更高的優(yōu)異特性。眾所周知，由于陶瓷材料硬度高，脆性大，很少把純陶瓷單獨使用，通常是將陶瓷和金屬配合使用， 以充分發(fā)揮陶瓷材料的優(yōu)異性能，但陶瓷材料與金屬材料的物理和冶金性能差異較大，致使二者之間的有機結(jié)合成為一個瓶頸，如氧化類陶瓷和氮化類陶瓷在堆焊過程中難與金屬熔池互溶，會產(chǎn)生陶瓷材料結(jié)合不牢脫粒的現(xiàn)象，如碳化類陶瓷在高溫金屬熔池中容易分解，會導(dǎo)致陶瓷材料產(chǎn)生質(zhì)變的現(xiàn)象，另外，有些陶瓷如Al2O3比重輕會產(chǎn)生上浮的現(xiàn)象，碳化鎢(WC)比重大會產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象一直困擾著陶瓷在堆焊材料中的有效發(fā)揮， 所以必須通過可行的技術(shù)方案解決這些問題，才能實現(xiàn)具有高耐磨性的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有優(yōu)異耐磨性能的含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，含有金屬和合金粉末、陶瓷顆粒和粘結(jié)劑，其中，以重量份計，金屬和合金粉末50 80份(兩者的總份數(shù))，陶瓷顆粒50 20 份，粘結(jié)劑5 15份。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，其中所述陶瓷顆粒為形狀不規(guī)則顆粒狀、球形或菱形，顆粒度為0. 5 3mm。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，其中優(yōu)選所述陶瓷顆粒為氧化物陶瓷顆粒、碳化物陶瓷顆粒或氮化物陶瓷顆粒，或任意兩者或兩者以上的混合物，更優(yōu)選碳化鎢(WC)、氧化鉻、氧化鋯、氧化硅、氧化鋁或氮化硅陶瓷顆粒，或任意兩者或兩者以上的混合物。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，其中金屬和合金粉末為金屬粉末和合金粉末的混合物，優(yōu)選鐵、鉻、鎳、錳、鈦、釩或/和鉬金屬粉末及其合金粉末的混合物，顆粒度為60 300目。該混合物中金屬粉末和合金粉末的比例不限，即可以是單一的金屬粉末或合金粉末，均能實現(xiàn)本發(fā)明的目的，為實現(xiàn)本發(fā)明更好的效果，優(yōu)選金屬和合金粉末，即金屬粉末和合金粉末的混合物。本發(fā)明所述的金屬粉末、合金粉末市場有售。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，其中所述粘結(jié)劑為本領(lǐng)域常用的粘結(jié)劑，優(yōu)選粘結(jié)劑為鉀水玻璃和鈉水玻璃的混合物，其中，鉀水玻璃與鈉水玻璃的重量比為 (1 3) 1。本發(fā)明一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，通過粉塊壓制設(shè)備壓制成形、經(jīng)烘干制成產(chǎn)品，耐磨合金粉塊的規(guī)格為長90mmX寬30 45mmX厚3 15mm的方形產(chǎn)品；產(chǎn)品晾干后進行烘干，烘干溫度200 250°C，保溫2小時。本發(fā)明上述耐磨合金粉塊的應(yīng)用，采用熔敷的方法在金屬基體上面熔化所述耐磨合金粉塊形成耐磨層，耐磨層與金屬基體之間為冶金結(jié)合。本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，所述熔敷的方法為焊接領(lǐng)域常用的方法，優(yōu)選等離子弧、鎢極氬弧或高頻感應(yīng)的熔敷方式。本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，用于抗磨料磨損的該耐磨合金粉塊各成分配比中， 金屬和合金粉末所占比例應(yīng)選擇低比例范圍，而陶瓷顆粒所占比例選擇高比例范圍，理由是陶瓷顆粒相越多，抗磨料磨損的能力越高。本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，用于抗沖蝕磨損的該耐磨合金粉塊各成分配比中， 金屬和合金粉末所占比例選擇高比例范圍，陶瓷顆粒所占比例選擇低比例范圍，理由是沖蝕磨損用的耐磨合金粉塊，必須同時具備高的硬度(陶瓷顆粒相)和高的強韌性(合金相) 來保證抗磨損和抗沖蝕能力，否則，當(dāng)合金相一旦被沖蝕磨損失效，陶瓷顆粒相沖蝕壽命再高，也會使整個顆粒被沖蝕脫離而失效。沖蝕磨損(erosion wear)是指材料受到小而松散的流動粒子沖擊時表面出現(xiàn)破壞的一類磨損現(xiàn)象，其定義可以描述為固體表面同含有固體粒子的流體接觸做相對運動其表面材料所發(fā)生的損耗，攜帶固體粒子的流體可以是高速氣流，也可以是液流，前者產(chǎn)生噴砂型沖蝕，后者則稱為泥漿型沖蝕，沖蝕磨損是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種磨損形式。本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，對于抗沖擊疲勞磨損的該耐磨合金粉塊各成分配比中，金屬和合金粉末與陶瓷顆粒所占比例選擇中比例范圍，理由是陶瓷顆粒相能承受高的沖擊磨損能力，合金相能有利地緩沖和釋放沖擊應(yīng)力。另外，在配方比例中，比重輕的陶瓷顆粒配料所占質(zhì)量比選擇低比例范圍，比重重的陶瓷顆粒配料所占質(zhì)量比選擇高比例范圍，理由是磨損失效的體現(xiàn)多為體積磨損，在耐磨層中，實現(xiàn)合金相和陶瓷顆粒相所占的體積比例符合抗磨損的配比原則。本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，金屬和合金粉末的顆粒度為60 300目的粉末，陶瓷顆粒的顆粒度為0. 5 3mm，陶瓷顆粒中較粗顆粒適用于沖擊疲勞磨損和磨料磨損的耐磨合金粉塊配料，較細顆粒適用于沖蝕磨損和高溫磨損的耐磨合金粉塊配料；陶瓷顆粒的形狀為不規(guī)則顆粒狀、球形或菱形，球形陶瓷顆粒適用于沖擊疲勞磨損和粗磨料磨損的耐磨合金粉塊配料，菱形陶瓷顆粒適用于沖蝕磨損和細磨料磨損的耐磨合金粉塊配料。本發(fā)一種含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊，含有一定比例的陶瓷顆粒材料，通過熔敷的方式獲得由合金相和陶瓷顆粒相組成的耐磨層，合金相具有高強韌性的金屬材料特征，陶瓷相具有優(yōu)異的陶瓷材料特征，耐磨層具備陶瓷和合金的共存特性，從而擴展了耐磨粉塊產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，顯著提高了合金粉塊的耐磨性能和延長了工件的使用壽命。本發(fā)明通過對不同配料比例的調(diào)節(jié)，選用不同顆粒度的陶瓷顆粒和不同的陶瓷材質(zhì)，獲得不同性能和用途的耐磨層，解決金屬類合金粉塊的不足，來滿足不同性能和用途的需求。


圖1為本發(fā)明含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為熔敷耐磨合金粉塊制備耐磨層的示意圖；圖3為陶瓷顆粒相在耐磨層中的分布狀態(tài)顯微鏡照片。附圖標記說明1-耐磨合金粉塊；2-耐磨層；3-金屬基體；4-熔敷熱源；5-陶瓷顆粒；6-粘結(jié)劑；7-陶瓷相；8-金屬合金相。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。露天煤礦的大型鏟斗設(shè)備，需要耐磨貼塊來延長設(shè)備的使用壽命，目前使用狗05 粉塊在鋼基體3為Q235的貼塊上面堆焊7mm厚度的耐磨層2 (包括熔合區(qū))，然后將貼塊焊接在鏟斗上，使用壽命為25 30天，該使用壽命的耐磨貼塊不能滿足用戶的需求。實施例1，如圖1-2所示，本發(fā)明的一種耐磨合金粉塊1，配料按以下重量配制， 金屬和合金粉末65g，其中高碳鉻鐵45. 5g，中碳錳鐵7. Sg,硼鐵3. 25g，硅鐵3. 9g，鎳粉 3. 2g，鉬鐵1.3g，粉末粒度為150目；陶瓷顆粒為35g，其中碳化物(WC)為15g，為圓球形， 顆粒度為2. 0mm, Al2O3為10g，為不規(guī)則顆粒形，顆粒度為0. 5mm ；加入1. 5g的粉狀固體鉀水玻璃為增加粉末塊的粘結(jié)強度。按以上比例稱重配料并混合均勻，隨后添加8g鉀水玻璃和鈉水玻璃的混合物，其中，鉀水玻璃的添加量為6g，鈉水玻璃的添加量為2g，攪拌均勻， 采用粉塊壓制設(shè)備壓制成規(guī)格為長90mmX寬40mmX厚8mm的長方塊形產(chǎn)品，通過晾干后再進行烘干，烘干溫度200°C，保溫2小時。其中，本實施例所用的粉塊壓制設(shè)備為本領(lǐng)用常規(guī)的設(shè)備。將該耐磨合金粉塊1平放在鋼基體Q235的貼塊上面，采用鎢極氬弧熔敷方法熔化耐磨合金粉塊，獲得耐磨層2的平均厚度為7. 5mm(包括熔合區(qū))，耐磨層包括由金屬和合金粉末形成的金屬合金相8及陶瓷顆粒形成的陶瓷相7。通過在鏟斗設(shè)備上應(yīng)用，使用壽命達到160多天。實施例2，利用本發(fā)明的耐磨合金粉塊提高破碎錘頭的抗沖擊磨損使用壽命，這種破碎錘頭用于煉鋼廠破碎礦石。目前錘頭使用的材質(zhì)為淬火的45#鋼，使用壽命為一組錘頭破碎5000噸礦石后失效，實際是2 3天便報廢，用戶急需更高使用壽命的耐磨錘頭產(chǎn)
P
ΡΠ O采用本發(fā)明的一種耐磨合金粉塊，在錘頭磨損部位熔敷一定厚度的耐磨層來提高使用壽命。金屬和合金粉末的添加量為50g，其中金屬鉻10g，鉻鐵10g，硼鐵2.5g，硅鐵 2. 5g，鎳粉5g，鈦鐵3g，鉬鐵2. 5g，釩鐵2. 5g，中碳錳鐵5g，其余是鐵粉，粉末粒度為60目； 陶瓷顆粒配料選用碳化物(WC)，添加量為50g，其中球形和不規(guī)則顆粒各占一半，顆粒度為2. 5mm ；加入1. 5g的粉狀固體鉀水玻璃作為增加粉末塊的粘結(jié)強度。按以上配料混合均勻，隨后添加質(zhì)量12g鉀水玻璃和鈉水玻璃的混合物，其中，鉀水玻璃的添加量為9g，鈉水玻璃的添加量為3g，攪拌均勻，采用粉塊壓制機壓制成規(guī)格為長90mmX寬40mmX厚IOmm 的方塊形產(chǎn)品，通過晾干后再進行烘干，烘干溫度200°C，保溫2小時。將該耐磨合金粉塊1平放在錘頭磨損部位，采用高頻感應(yīng)的熔敷方法熔化耐磨合金粉塊，獲得耐磨層2的平均厚度為IOmm(包括熔合區(qū))，耐磨層包括由金屬和合金粉末形成的金屬合金相8及陶瓷顆粒形成的陶瓷相7。通過實際生產(chǎn)應(yīng)用，使用壽命達到30多天， 耐磨層2在沖擊狀況下沒有產(chǎn)生脫落和掉?，F(xiàn)象。實施例3，利用本發(fā)明的耐磨合金粉塊提高鋼廠爐渣出料口高溫磨損使用壽命， 采用本發(fā)明的一種耐磨合金粉塊，金屬和合金粉末的添加量為80g，其中金屬鉻10g，鉻鐵 20g，硼鐵2. 5g，硅鐵2. 5g，鎳粉5g，鈦鐵3g，鉬鐵2. 5g，釩鐵2. 5g，鈷粉15g，鎳鉻硼硅合金粉4g，其余是鐵粉，粉末粒度為300目；陶瓷顆粒添加量為30g，其中配料選用氧化鋯20g和氮化硅10g，其中菱形和不規(guī)則顆粒各占一半，顆粒度為0. 5mm ；按以上配料混合均勻，隨后添加15g鉀水玻璃和鈉水玻璃的混合物，其中，鉀水玻璃的添加量為10g，鈉水玻璃的添加量為5g，攪拌均勻，采用粉塊壓制機壓制成規(guī)格為長90mmX寬40mmX厚12mm的方塊形產(chǎn)品，通過晾干后再進行烘干，烘干溫度200°C，保溫2小時。將該耐磨合金粉塊1平放在材質(zhì)為2Cr25Ni20耐熱鋼，長550mm，寬100mm，厚18mm
的板條上面，采用等離子弧自動熔敷方法熔化耐磨合金粉塊，獲得耐磨層2的平均厚度為 12mm(包括熔合區(qū))，耐磨層包括由金屬和合金粉末形成的金屬合金相8及陶瓷顆粒形成的陶瓷相7。將熔敷后的板條焊接在爐渣出料口磨損最為嚴重的部位，通過實際生產(chǎn)應(yīng)用，使用壽命比原來提高4倍，耐磨層2在高溫磨損狀況下沒有產(chǎn)生脫落和掉粒現(xiàn)象。上述實施例采用的金屬和合金混合粉末，本發(fā)明也可采用單一的金屬粉末或合金粉末，當(dāng)采用金屬粉末做軟基體時，由于加入了陶瓷顆粒作為硬質(zhì)顆粒，因此耐磨性等物理性能仍然比現(xiàn)有技術(shù)的耐磨粉塊強，但小于采用金屬和合金混合粉末的形式，當(dāng)完全采用合金粉末時，得到的耐磨合金粉塊耐磨性較好，但成本較高。本發(fā)明的耐磨合金粉塊是通過熔敷的方法在金屬基體上制備耐磨層，耐磨層在磨損環(huán)境中工作，要承受磨損、沖蝕、沖擊的作用力，所以必須具有足夠的強韌性和結(jié)合強度， 采用熔敷的方法制備耐磨層，耐磨層與金屬基體為冶金結(jié)合，保證具有高的結(jié)合強度，耐磨層中有合金相，保證有高的強韌性，但耐磨層中的陶瓷顆粒相與合金相之間的結(jié)合同樣應(yīng)有足夠的結(jié)合強度，否則，陶瓷顆粒相在使用過程中會掉粒，就會失去陶瓷在耐磨層中的意義。本發(fā)明選用粒度為0. 5 3mm的顆粒狀陶瓷材料，利用陶瓷材料熔點高的特性，在金屬和合金充分冶金反應(yīng)過程中，與陶瓷材料發(fā)生界面擴散反應(yīng)來產(chǎn)生一定的結(jié)合強度，同時利用熔池中的合金凝固收縮作用力緊密包裹陶瓷顆粒相，從而解決了陶瓷顆粒相在磨損過程中不會掉粒的問題。很多陶瓷材料的比重與金屬材料差異較大，在熔化、反應(yīng)、凝固形成耐磨層的過程中，陶瓷材料會產(chǎn)生上浮和下沉的現(xiàn)象，導(dǎo)致陶瓷材料在耐磨層中分布不均的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象會降低耐磨層的性能。本發(fā)明選用粒度為0. 5 3mm的顆粒狀陶瓷材料，一定比例的顆粒狀陶瓷材料能縮短金屬凝固時間，同時利用金屬的表面張力能克制陶瓷顆粒材料上浮和下沉的問題，達到了熔敷后的耐磨層中陶瓷顆粒相均勻分布的效果，分布效果如圖3所示。本發(fā)明采用熔敷的方法在金屬基體3上面制備耐磨層2，熔敷熱源4采用等離子弧、鎢極氬弧、高頻感應(yīng)的熔敷方法熔化耐磨合金粉塊1制備耐磨層2，體現(xiàn)了熔敷效率高， 熔敷的耐磨層質(zhì)量好和能實現(xiàn)自動化作業(yè)的有益特征，適用于新產(chǎn)品表面的耐磨改性，和舊產(chǎn)品表面的耐磨修復(fù)；耐磨層由陶瓷顆粒相7和合金相8組成，所占重量比為陶瓷顆粒相20 50 合金相50 80，合金相具有高強韌性的金屬材料特征，陶瓷相具有優(yōu)異的陶瓷材料特征，體現(xiàn)了耐磨層具備陶瓷和合金的共存特性，以顯著提高工件的使用壽命的有益效果；耐磨層與金屬基體之間為冶金結(jié)合，體現(xiàn)了結(jié)合強度高，抗沖擊能力好的特點。采用本發(fā)明的耐磨合金粉塊產(chǎn)品1制備耐磨層2，體現(xiàn)出如下的有益效果(1)本發(fā)明提出的耐磨合金粉塊1，由金屬和合金粉末50 80 陶瓷顆粒50 20 粘結(jié)劑5 15配料比例配制的產(chǎn)品，熔敷后的耐磨層2由陶瓷顆粒相7和合金相8組成，保證了陶瓷材料的優(yōu)異性能，保持了合金材料的強韌性能，體現(xiàn)了陶瓷和合金的共存特性，填補了耐磨合金粉塊焊接材料中“合金+陶瓷顆?！碑a(chǎn)品化的空白。(2)本發(fā)明提出的耐磨合金粉塊1配料中含有顆粒度為0. 5 3mm的陶瓷顆粒5 材料，能顯著提高合金粉塊產(chǎn)品的耐磨性能，同時拓寬陶瓷材料的應(yīng)用范圍。(3)本發(fā)明提出的采用等離子弧、鎢極氬弧、高頻感應(yīng)的熔敷方法在金屬基體上制備耐磨層，這些方法容易控制熔敷熱量，能充分熔化金屬材料，熔敷效率高，能實現(xiàn)自動化作業(yè)，熔敷的耐磨層質(zhì)量好。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含有陶瓷材料的耐磨合金粉塊，其特征在于含有金屬和合金粉末、陶瓷顆粒和粘結(jié)劑，其中，以重量份計，金屬和合金粉末50 80份，陶瓷顆粒20 50份，粘結(jié)劑5 15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨合金粉塊，其特征在于所述陶瓷顆粒為形狀不規(guī)則顆粒狀、球形或菱形，顆粒度為0. 5 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨合金粉塊，其特征在于所述陶瓷顆粒為氧化物陶瓷顆粒、碳化物陶瓷顆?；虻锾沾深w粒，或任意兩者或兩者以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐磨合金粉塊，其特征在于所述陶瓷顆粒為碳化鎢、氧化鉻、氧化鋯、氧化硅、氧化鋁或氮化硅，或任意兩者或兩者以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨合金粉塊，其特征在于所述金屬和合金粉末為鐵、鉻、 鎳、錳、鈦、釩或/和鉬金屬粉末及其合金粉末，顆粒度為60 300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨合金粉塊，其特征在于所述粘結(jié)劑為鉀水玻璃和鈉水玻璃的混合物，其中，鉀水玻璃與鈉水玻璃的重量比為(1 幻1。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的耐磨合金粉塊的應(yīng)用，采用熔敷的方法在金屬基體上面熔化所述耐磨合金粉塊形成耐磨層，耐磨層與金屬基體之間為冶金結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐磨合金粉塊的應(yīng)用，其特征在于所述熔敷的方法為等離子弧、鎢極氬弧或高頻感應(yīng)的熔敷方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐磨合金粉塊的應(yīng)用，其特征在于將其用于抗磨料磨損、抗沖蝕磨損、抗疲勞磨損或抗高溫磨損。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊，所述含有陶瓷顆粒的耐磨合金粉塊含有金屬和合金粉末、陶瓷顆粒和粘結(jié)劑，以重量份計，金屬和合金粉末50～80份、陶瓷顆粒20～50份、粘結(jié)劑5～15份，采用粉塊壓制設(shè)備制造成形；所述的陶瓷顆粒的粒度為0.5～3mm；本發(fā)明耐磨合金粉塊的應(yīng)用，采用熔敷的方法在金屬基體上面熔化所述耐磨合金粉塊形成耐磨層，耐磨層與金屬基體之間為冶金結(jié)合。所述的耐磨合金粉塊的熔化方式采用等離子弧、鎢極氬弧、高頻感應(yīng)的熔敷方法，所述制備的耐磨層由合金相和陶瓷顆粒相組成，保持了合金材料的強韌性能和陶瓷材料的優(yōu)異性能，本發(fā)明的耐磨合金粉塊具有高耐磨性的特點。
文檔編號C23C24/10GK102319894SQ20111022954
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者郭毅, 郭面煥 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)