[发明专利]一种高铬铸铁复合耐磨材料及生产工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种高铬铸铁复合耐磨材料及生产工艺，特别是指 一种高硬度、高耐磨性及良好的韧性有机结合的高铬铸铁复合耐磨材 料及生产工艺，属于金属耐磨材料领域。

背景技术

耐磨材料被广泛的应用于工业生产的各个领域，而随着科学技术 和现代工业的高速发展，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗 增加所造成的经济损失相当惊人。据统计，世界工业化发达的国家约 30％的能源是以不同形式消耗在磨损上的。例如，在美国，有数据显 示每年由于摩擦磨损和腐蚀造成的损失约1000亿美元，占全年国民 生产总值的4％。我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，每 年由于工件磨损而造成的经济损失约400亿元人民币。因此，研究和 发展耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济的发展有着重要的意义。

近年来，针对设备磨损的具体工况和资源情况，开发出多种新型耐 磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢系列，高、中、低碳 低合金钢系列，铬系抗磨白口铸铁系列等。锰钢系列耐磨材料是使用 历史最为悠久的一种耐磨材料，但由于锰钢是利用大冲击来达到加工 硬化提高硬度，从而实现抗磨的目的，他存在很大的局限性，实际使 用的抗磨效果也不太理想。低合金钢系列虽然在一定程度上克服了锰 钢的部分缺陷，但仍然存在硬度偏低、耐磨性不够等问题。作为第三 代的耐磨材料，铬系白口铸铁，尤其是高铬白口铸铁，硬度通常高达 ≥HRC63有很高的硬度、有良好的显微组织，其优异的耐磨性能得 到越来越广泛的关注，但是由于马氏体+残余奥氏体基体吸收冲击和 应力的能力有限，最理想状态也仅能到20J/cm²，使高铬铸铁的韧性 偏低，这就限制了高铬铸铁在大冲击和大应力情况下的使用，如果能 较好的利用高铬铸铁的优异耐磨性又能提高其冲击韧性值，则将极大 地扩大该系列材料的使用领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种生产工艺简 单、结构设计合理、具备高硬度、良好的耐磨性及韧性的高铬铸铁复 合耐磨材料及生产工艺。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料由基层、过渡层、耐磨层 构成，所述基层为低碳钢；所述过度层为含铜量在90％～99.9％，其 余为铁、铬、锰、镍、钴中一种或多种元素组成的铜合金；所述耐磨 层为高铬铸铁。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料中，所述基板为45号钢 或Q235钢中的一种。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料中，所述过度层厚度为 0.1～0.3mm。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料中，所述耐磨层厚度为 10～90mm。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料中，所述基层厚度为 6～28mm。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料的生产工艺包括下述工 艺步骤：

1)依次将截面积相同、厚度不同的基层、过渡层、耐磨层叠置 于保护气氛炉中加热至1100～1300℃，保温3～5小时，炉冷至100℃ 出炉；

2)将步骤1所得物料置于加热炉中加热至800～1050℃，保温3～10 小时，淬火后，于200～500℃低温回火2～5小时出炉空冷，即得本发 明---高铬铸铁复合耐磨材料。

本发明---一种高铬铸铁复合耐磨材料的生产工艺中，所述保护 气氛炉中的保护气氛可采用氨分解保护气氛、纯氢气氛、氩气、氮气、 真空保护气氛中的任意一种。