[发明专利]一种防腐蚀高韧性耐磨铸段

权利要求书

1.一种防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，按照如下步骤制得：

S1、熔炼：将生铁、废钢加入到高频感应熔炼炉中，并加热至1500-1560℃，保温20-45min后加入铬铁合金、紫铜、硅钙合金、锰铁和钼铁，待完全熔化后加入硼铁和钒铁，升温至1560-1600℃，保温10-20min后加入镁锭、铝锭、锆锭和钛锭，各原料完全熔化后扒渣，得到基质合金液；

S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.3-1.6％，Si：0.9-1.3％，Cr：0.1-0.5％，Ca：0.5-1.2％，Mn：2.0-3.5％，Mo：0.6-0.8％，V：0.02-0.04％，Zr：0.02-0.04％，Al：1.2-2.3％，B：0.003-0.03％，Mg：0.7-1.2％，Ti：1.1-1.4％，Cu：0.2-0.4％，S：0.01-0.04％，P：0.02-0.04％，余量为铁和不可避免的杂质；

S3、浇注：将基质合金液冷却至1350-1400℃后浇入表面涂覆有纳米涂料的模腔中，待熔液完全凝固后开模，炉冷至室温得到铸段坯体A，其中纳米涂料在模腔表面的涂覆厚度为30-60μm；

S4、热处理：将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为5-8L/min，在10-15min内将电炉温度升温至960-1000℃，保温30-40min，在2-3min内升温至1050-1150℃，保温12-15min，在6-8min内升温至1200-1300℃，保温16-18min，取出后加入260-320℃的盐浴中，保温20-35min，取出后加热至400-480℃，保温20-35min，空冷至室温，得到铸段坯体B；

S5、预处理：将铸段坯体B在室温下浸水5-10min，取出干燥后浸入乙醇中，在55-65℃下超声振动15-20min，取出干燥后浸入丙酮中，在30-40℃下超声振动10-15min，取出置于真空室中进行干燥，用喷砂机对表面进行处理得到铸段坯体C，铸段坯体C的粗糙度为4-6μm；

S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在铸段坯体C的表面喷涂一层厚度为105-109μm的纯镍结合层后，再采用气动式普通喷涂机，在温度为20-25℃条件下吸入涂料，加压至7.5-30MPa，通过高压软管、喷枪，经喷嘴在所述纯镍结合层外继续喷涂一层厚度为70-80um的涂层，得到所述防腐蚀高韧性耐磨铸段；其中所述涂料的原料按重量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液100份、聚四氟乙烯粉10-40份、二硫化钼5-10份、碳化硅10-20份、纳米二氧化硅5-10份、硅烷偶联剂1-5份、三氧化二锑1-3份、二乙烯三胺5-10份。

2.根据权利要求1所述防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，在S2中，检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：C：1.4％，Si：1.1％，Cr：0.3％，Ca：0.8％，Mn：2.8％，Mo：0.7％，V：0.03％，Zr：0.03％，Al：1.7％，B：0.01％，Mg：0.9％，Ti：1.2％，Cu：0.3％，S：0.02％，P：0.03％，余量为铁和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，在S3中，所述纳米涂料按重量份包括：炭化钛1-2份、炭化钨3-5份、镍包三氧化二铝1-2份、氮化硼2-4份、锆英粉5-8份、铝矾土粉6-10份、无水乙醇2-8份。

4.根据权利要求3所述的防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，制备所述纳米涂料的工艺包括：将炭化钛、炭化钨、镍包三氧化二铝、氮化硼、锆英粉、铝矾土粉混合后研磨至粒径≤100nm，加入无水乙醇混匀后得到所述纳米涂料。

5.根据权利要求1-4任一项所述防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，在S4中，将铸段坯体A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为6L/min，在13min内将电炉温度升温至980℃，保温35min，在2.5min内升温至1100℃，保温13min，在7min内升温至1250℃，保温17min，取出后加入300℃的盐浴中，保温28min，取出后加热至440℃，保温27min，空冷至室温，得到铸段坯体B。

6.根据权利要求5所述防腐蚀高韧性耐磨铸段，其特征在于，所述盐浴按质量百分比包括硝酸钾52-58％和硝酸钠42-48％。