[发明专利]一种合金复合体及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金材料领域，具体地，涉及一种合金复合体，以及该合金复合体的制备方法和应用。

背景技术

铁路线路养护清筛车用GYKJ-RM80型扒齿链是铁路线路清筛过程中使用的主要部件和易损部件。现在国内铁路线路养护清筛车用扒齿链普遍采用的是低成本的ZG45的母材锻造成品(母材不含任何耐磨及增强韧性的合金元素)。其缺点是不耐磨、易断裂、其扒齿链的使用寿命较短。面对国内铁路线路养护清筛车用扒齿链使用寿命短、成本高、效率低、工人劳动强度大等现状，急需开发出一种耐磨损的硬质合金复合体。

发明内容

本发明的目的是克服技术的上述不足，提供一种合金复合体以及该合金复合体的制备方法和应用。本发明的合金复合体的硬度高、耐磨损、使用寿命长，特别适合用在铁路线路养护清筛车的扒齿链上。

本发明提供了一种合金复合体，其中，该合金复合体包括钢板层、金属粘结剂层和纳米硬质合金材料层，所述钢板层通过金属粘结剂层与所述纳米硬质合金材料层相结合，所述纳米硬质合金材料层含有粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴，以所述纳米硬质合金材料层的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量为40-65重量％，所述纳米颗粒碳化钨的含量为20-45重量％，所述钴的含量为5-40重量％。

本发明还提供了一种制造上述合金复合体的方法，其中，该方法包括：将钢板层、金属粘结剂层和纳米硬质合金材料层依次叠合压实得到压实板，然后对所述压实板进行热熔焊接，以使得所述金属粘结剂层熔化从而使所述钢板层和所述纳米硬质合金材料层结合在一起。

本发明另外提供了本发明的合金复合体在铁路线路养护清筛车的扒齿链上的应用。

本发明的发明人发现，通过将特定的纳米硬质合金材料粘结在钢板的表层，可以得到机械强度、硬度和耐磨性均十分优异的合金复合体，当用于铁路线路养护清筛车的扒齿链，可以显著地提高扒齿头的硬度、机械强度和使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种合金复合体，其中，该合金复合体包括钢板层、金属粘结剂层和纳米硬质合金材料层，所述钢板层通过金属粘结剂层与所述纳米硬质合金材料层相结合，所述纳米硬质合金材料层含有粗颗粒碳化钨、纳米颗粒碳化钨和钴，以所述纳米硬质合金材料层的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量为40-65重量％，所述纳米颗粒碳化钨的含量为20-45重量％，所述钴的含量为5-40重量％。

为了进一步提高所述纳米硬质合金材料层的耐磨性和抗冲击韧性，优选情况下，以所述纳米硬质合金材料层的总重量为基准，所述粗颗粒碳化钨的含量为50-60重量％，所述纳米颗粒碳化钨的含量为30-40重量％，所述钴的含量为10-15重量％。

在本发明中，所述粗颗粒碳化钨的晶粒度和纳米颗粒碳化钨的晶粒度对所述纳米硬质合金材料的各项性能的影响较为显著,为了进一步提高所述纳米硬质合金组织的致密性和均匀性，从而进一步提高纳米硬质合金材料层的耐磨性和抗冲击韧性，本发明的所述粗颗粒碳化钨的晶粒度可以为1.8-5.5μm，优选为2.5-3.5μm；所述纳米颗粒碳化钨的晶粒度可以为0.1-0.4μm，优选为0.2-0.3μm。

在本发明中，所述钢板所用的钢材的型号和其中各元素的含量没有明确的限定，在优选的情况下，以所述钢板层的总重量为基准，该钢板层中C的含量为1-1.4重量％，Mn的含量为16-19重量％，Cr的含量为2-3重量％，Mo的含量为0.2-0.5重量％，Si的含量≤0.5重量％，P的含量≤0.07重量％，Fe的含量为75.53-80.8重量％；更优选地，以所述钢板层的总重量为基准，该钢板层中C的含量为1.2-1.3重量％，Mn的含量为17-18重量％，Cr的含量为2.4-2.6重量％，Mo的含量为0.3-0.4重量％，Si的含量≤0.3重量％，P的含量≤0.05重量％，Fe的含量为77.35-79.1重量％。

在本发明中，优选地，所用钢板层所用的钢材的类型为超高锰钢，例如为型号为ZGMn18的超高锰钢。

在本发明中，所述纳米硬质合金材料层的厚度可以为1-5mm，优选为2-4mm，该厚度的纳米硬质合金材料层可以适用于各种厚度的钢板层，所述钢板层的厚度可以根据实际需要确定，例如可以为0.5-5cm。