[发明专利]一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法

权利要求书

1.一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1)，采用传统砂型铸造法制备锤柄，依次进行砂型制作、金属熔炼、浇注、清理，并对锤柄上的安装孔表面采用机加工进行精抛、磨削刮研；

步骤2)：按质量百分比称取以下材料：铁粉10～20％，其余为氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末中的一种或几种，以上各组分质量百分比之和为100％；

步骤3)：将步骤2称取的材料采用行星式高能球磨机进行球磨混料，混料完成后干燥，干燥后再研磨制成微细粉末；

步骤4)：将所述微细粉末通过普通模压或冷等静压的压制方式进行压制，压制过程需添加微细粉末重量的2～4％的石蜡作为成形剂，制成粉末压片；

步骤5)：采用厚度和宽度相同的高锰钢层板A和高锰钢层板B，所述高锰钢层板A和高锰钢层板B的长度比为3～4：1，将所述高锰钢层板A和与高锰钢层板A长度、宽度一致的粉末压片依次交替叠加，确保粉末压片层两端为高锰钢层板A，制成预制体A；

将所述高锰钢层板B和与高锰钢层板B长度、宽度一致的粉末压片依次交替叠加，确保粉末压片层两端为高锰钢层板B，制成预制体B；所述预制体A与预制体B均为长方体结构，高度一致；

将预制体A与预制体B分别放置在真空保护气氛下热压烧结，在烧结前需先进行预烧脱蜡，分别得到预制体A1和预制体B1；

取两块预制体A1和两块预制体B1，将两块预制体B1分别置于两块预制体A1之间，两块所述预制体B1分别位于预制体A1的两端，其端部与预制体A1平齐，两个所述预制体B1与两块所述预制体A1中间形成了空心空间，其中预制体B1与预制体A1的接触面处采用熔化极气体保护焊，用不锈钢焊条将其焊接，得到长方体预制块；

步骤6)：将所述长方体预制块加热至1080℃，其中每25mm壁厚保温1h，保温完成后进行淬火处理并自然冷却至室温，获得多层高锰钢耐磨锤头预制体，然后将步骤1)获得的锤柄和多层高锰钢耐磨锤头预制体进行组装焊接，即可获得氧化物陶瓷颗粒增强的多层高锰钢耐磨锤头。

2.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤2)所述氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末同时混合时的质量比为9～15：2～4：1～3；所述氧化铝粉末、氧化钛粉末混合时质量比为6～8：1～2；所述氧化钛粉末、氧化锆粉末混合时质量比为1～2：7～9；所述氧化铝粉末、氧化锆粉末混合时质量比为1～2：3。

3.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤3)所述球磨机转速为300～400r/min，球料比10:1～30:1，球磨时间6～24h，所述微细粉末是研磨后使用200目筛过筛的粉末。

4.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤4)所述压制压力采用1.0～1.5t/cm²，粉末压片成型厚度0.75～1.50mm。

5.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤5)所述预烧脱蜡时使用纯度≥99.9％的氢气作为保护气体，脱蜡温度在500～600℃，脱蜡时间0.8～1.2h。

6.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤5)所述热压烧结时使用纯度≥99.9％的氢气作为保护气体，温度控制在1250～1280℃，保温6～10h，烧结过程中压力保持在10～30MPa。

7.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤5)所述长方体预制块的总厚度d₂不超过70mm。

8.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，所述高锰钢层板A和高锰钢层板B的厚度为2～5mm。

9.根据权利要求1所述的一种氧化物增强多层高锰钢耐磨锤头的制备方法，其特征在于，步骤3)所述干燥是放置于90～100℃的真空干燥箱中干燥2～2.5h。