[发明专利]耐腐蚀耐磨的铁基奥氏体合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐腐蚀耐磨的铁基奥氏体合金的制备方法，制备合金所选取的各元素配比为铬20％～30％、钼2.0％～5.0％、钨1.0％～3.0％、钒0.5％～3.0％、镍12％～20％、锰0.5％～1.5％、硅0.5％～2.0％、氮0.4％～0.9％、碳0.04％～0.15％和其余为铁Fe；通过机械合金化方法制备合金粉末，具体步骤为：S1、获取各元素的初始粉末，初始粉末粒径在100um以内；S2、确定磨球与初始粉末质量的比值，将初始粉末和磨球放入球磨罐；S3、选择惰性气体的种类，并将初始粉末研磨为纳米级粉末。将纳米级粉末投入至氮压力中频感应炉中，抽真空后充入惰性气体，并依次在50Kw、100Kw、150Kw、200Kw和50kw的功率下通电。本发明所制备的镀铝辊抗腐蚀能力与耐磨能力高、制备设备应用成熟且造价低，制备工艺简单，污染少。

技术领域

本发明属于金属合金制备领域，特别涉及一种耐腐蚀耐磨的铁基奥氏体合金的制备方法。

背景技术

在连续热镀铝生产线上，首先是在钢带表面活化处理，然后进入熔铝锅内与运动状态与液态铝原子发生反应，生成镀铝钢带。承担钢带镀铝的镀辊，如沉没辊，既耐液态铝的高温侵蚀，又要承受钢带对辊面的摩擦磨损。以往的镀铝辊的通常使用高铬铸铁或者2520耐热不锈钢制作。镀铝温度一般达到680-720℃，活性铝原子易于扩散，导致铝原子与辊材基体合金发生反应生成的腐蚀产物，这些腐蚀产物从辊体表面脱落，造成辊子表面损伤。这种高铬铸铁或者2520耐热不锈钢制作的镀铝辊，一般工作3-5个小时后，辊及其部件就需要拆下修理，则极大地影响了镀铝生产线的工作效率。通常，一般铁基合金和耐热钢的工作温度只有600℃以下，只有奥氏体合金才能承受热镀铝部件的工作条件下的高温强度和耐蚀环境。

机械合金化方法是通过高能球磨使不同原料粉末均匀混合在一起，在这一过程中粉末经过反复变形、焊合和断裂，各组分原子相互扩散，产生合金化并形成新相，最后得到组织成分均匀的纳米合金粉末，可以大大地扩展端际固溶度，使很多合金形成超饱和固溶体。

发明内容

本发明通过使用铬、钼、钨和钒强化的铁基奥氏体合金并以氮化钒进行弥散硬化，使合金的工作温度能达到680-720℃，具有良好的高温抗腐蚀能力与耐磨能力。

本发明提供一种耐腐蚀耐磨的铁基奥氏体合金的制备方法，制备合金所选取的各元素配比为：铬20％～30％、钼2.0％～5.0％、钨1.0％～3.0％、钒0.5％～3.0％、镍12％～20％、锰0.5％～1.5％、硅0.5％～2.0％、氮0.4％～0.9％、碳0.04％～0.15％和余量铁；通过机械合金化方法制备所述合金，具体步骤为：

S1、按配比表获取各元素的初始粉末，初始粉末的粒径在100um以内；

S2、确定磨球与初始粉末质量的比值，将初始粉末和磨球放入球磨罐；

S3、确定惰性气体的种类，将初始粉末研磨为纳米级粉末，在真空手套箱中将样品封存取出；

S4、将所述样品在空气中放置一段时间，进行退火处理，经研钵研磨后进行观察和检测。

优选地，将所述纳米级粉末投入至压力中频感应炉中，抽真空后充入惰性气体，并依次在50Kw、100Kw、150Kw、200Kw和50kw的功率下通电后获得所述纳米级粉末。

优选地，在50Kw、100Kw、150Kw和200Kw功率下的加热时间各为20min。

优选地，进行所述退火处理的退火温度为550℃，并保温90min。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、通过改变合金成分、配比及制备工艺，提高了合金的耐高温性、抗腐蚀能力与耐磨能力；

2、制备设备应用成熟且造价低，制备工艺简单；