[发明专利]一种铬基合金耐热滑块及制备方法

说明书

本发明涉及一种铬基合金耐热滑块及制备方法，属于粉末冶金高温材料技术领域。本发明的铬基合金化学成分(wt％)为：Fe 11.0～20.0％、Si 0.5～2.0％、Mo 3.1～5.0％、C≤0.05％，余量为Cr。本发明以铬粉、低碳铬铁粉、硅铁粉、钼粉为原料，经球磨混料、冷等静压成型、真空烧结近净成形制备铬基合金耐热滑块。本发明铬基合金具有优异的高温强度和抗氧化性能，耐热滑块制造技术节能环保，在其它高温环境使用的部件也可推广应用。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，属于高温合金材料的范畴，特别提供了一种高温钢坯接触的铬基合金耐热滑块及制备方法。

技术背景

轧钢加热炉有推钢炉和步进炉两种，以前加热炉内的水梁都是采用水冷，水梁上再焊接耐热垫块，钢坯在耐热垫块上加热。目前水梁都是采用汽化冷却，提高热效率，并且提高了钢坯的加热质量，同时炉内垫块的上表面的温度大大提高了，导致垫块被压溃变形，高度下降等现象。热工专业的技术人员通过实验发现钢坯加热时出现的黑印与垫块的高度和安装方式有关，采用非焊接安装方式，当垫块高度达到180mm以上时，黑印温差只有5℃左右，而垫块高度在100mm左右时，钢坯的黑印温差达到80-100℃，轧钢工艺要求的黑印温差在20℃以下。

目前国内外冶金企业加热炉高温段垫块一般选用Co40或Co50，由于Co40或Co50的熔点为1380℃-1420℃，Co40或Co50在1200℃时最大使用强度只有1GPa/mm²，远远不能满足冶金行业的要求。

中国发明专利CN 1151297C公布了一种铬基高温合金，使用温度最高可达到1350℃。但对于该专利合金50～80％的高Cr含量以及高含量难熔金属元素W(10.1～18.0％)、Mo(≤3.0％)来说，采用感应熔炼方式制造时，合金热裂倾向严重，尤其对于垂直高度大于200mm时制造难度更是大大增加，同时生产制造成本较高，不符合国家节能环保的发展要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用温度1350℃以上的铬基合金耐热滑块及节能环保型制造技术，适用于大尺寸(垂直高度可大于200mm)耐热滑块的制造。

本发明所采用的技术方案是：以铬粉、低碳铬铁粉、硅铁粉、钼粉为原料，与成形剂球磨混合均匀后，经真空干燥，采用冷等静压成型方法制作滑块生坯，在真空脱脂烧结炉中脱除成形剂，并实现致密化，从而获得高性能铬基合金耐热滑块。

一种铬基合金耐热滑块，铬基合金化学成分(wt％)为：Fe 11.0～20.0％、Si 0.5～2.0％、Mo 3.1～5.0％、C≤0.05％，余量为Cr。

一种铬基合金耐热滑块的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)球磨混料：按照合金名义成分将铬粉、低碳铬铁粉、硅铁粉、钼粉与成形剂球磨混合均匀，球料比为1∶1～5∶1，球磨时间为5～24h，球磨介质为无水酒精、丙酮、正己烷、乙醚中的一种或几种；

(2)真空干燥：将制取的混合粉末置于80～150℃真空烘干机中干燥4～12h；

(3)冷等静压成型：根据耐热滑块尺寸设计胶质包套，将干燥的混合粉末封装包套，在压力为100～400MPa、保压时间为30s～10min条件下进行冷等静压成型；

(4)真空烧结：将成型后的耐热滑块生坯在真空脱脂烧结炉中脱除成形剂，并烧结致密化，极限真空度为10^-1～10^-3Pa，烧结温度为1350～1600℃，保温时间为1～5h。

优选的是，所述步骤(1)中成形剂为微粉蜡、酚醛树脂、聚乙烯醇水溶液、橡胶汽油溶液中的一种或几种，成形剂添加量为混合粉末总质量的2～5％。。

采用以上技术方案，本发明的有益效果在于：