[发明专利]一种锰硼合金钢耐磨层的制备方法

说明书

本发明涉及一种锰硼合金钢耐磨层的制备方法，特别是一种Ni基粉和WC合金粉在Nb、V微合金化锰硼钢表面烧结预制一层耐磨层的方法。该制备方法为：按重量百分比计，把85%的Ni60合金粉和15%的WC粉混合制成耐磨粉，然后与粘结剂混合均匀并呈粘稠状，涂覆在预制好的锰硼钢表面。涂覆好的锰硼钢放置在真空炉中，在1000~1050℃范围内保温烧结2~5h，获得具有良好结合强度的耐磨层，可大幅度提高锰硼钢的耐磨性。本发明利用商用的Ni60合金粉和WC粉，通过把烧结温度控制在合适范围内，使得锰硼合金钢经过烧结后仍具有良好的力学性能，能够保证锰硼合金钢作为结构件使用时具有高的安全性，而涂覆的耐磨层将显著提高其耐磨性。

技术领域

本发明涉及合金钢耐磨层的制备领域，具体说是一种Nb、V锰硼合金钢耐磨层的制备方法。

背景技术

锰硼合金钢具有强度高、加工成型性好的特点，最初在汽车工业得到了大量应用，促进了汽车的轻量化发展。锰硼钢因具有良好的淬透性，从而可以通过热冲压成型工艺对其进行一体成型，同时完成成型和淬火，可以很好地控制合金钢产品的外形尺寸，并具有良好的强韧性。锰硼合金钢具有良好的强韧性，而且淬火过程中可以直接水淬，不需要油淬，具有绿色环保的特点，因此在农机耐磨配件领域获得了应用，比如铧式犁、旋耕刀、液压翻转犁等农机具。然而，磨损失效是造成农机耐磨配件使用寿命下降的主要原因之一。因此，如何提高锰硼合金钢的耐磨性是提高其作为农机配件使用寿命的关键，其中在合金钢的表面涂覆一定厚度的耐磨层可显著地提高其耐磨使用寿命。利用商用镍基粉和WC粉，在一定的工艺下，通过真空烧结可以有效地实现在锰硼合金钢表面涂覆耐磨层，该耐磨层具有致密度高、无空洞、结合良好的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锰硼合金钢耐磨层的制备方法。以高强、高韧锰硼钢为基体，通过真空烧结的方式，在合金钢表面涂覆烧结一层耐磨层，从而获得使用寿命显著提高的锰硼合金钢，该技术在农机耐磨领域具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案是：Nb、V微合金化的锰硼合金钢，按重量百分比计，其成分为：C0.25～0.35；Si 0.10～0.40；Cr 0.10～0.30；Mn 1.0～1.50；Al 0.01～0.10；Ti 0.01～0.06；B 0.0010～0.0050；（Nb+V）0.03～0.15；S≤0.020；P≤0.020；Fe余量。该合金钢在860～960℃奥氏体化，保温5～30min后水淬至室温。经过热处理后，获得全马氏体组织，其断裂强度在1850 MPa以上，屈服强度在1490 MPa以上，常温冲击功达13J（半尺寸V口冲击功），强韧性匹配良好。将淬火处理后的材料进行表面喷砂、打磨处理，然后清理干净并用丙酮清洗，烘干备用。

采用商用的Ni60粉和WC粉，按85%和15%的配比将两者混合制成耐磨粉，然后加入松节油和松香混合的粘结剂，并涂覆在预制好的锰硼钢表面。将涂覆好的合金钢放置在真空炉中，采用1000~1050℃的烧结温度，烧结2~5h，保持10^-3Pa的真空度。

所述的一种锰硼合金钢耐磨层的制备方法，可以获得致密度高、无空洞、结合良好的表面涂层，在农用耐磨配件领域将获得广阔的应用。

本发明的设计思想如下：

本发明采用的锰硼钢是利用Nb、V微合金化之后的材料，Nb、V添加量较少，但其为强碳化物形成元素，将形成弥散细小的合金碳化物，这种碳化物具有高温稳定的特点，其中NbC的溶解温度接近1100℃，NbC在合金钢热处理过程中将起到阻碍晶粒长大的作用。因此，在真空烧结过程中，需要对烧结温度进行严格控制，选取的温度在1050℃以下，防止NbC发生溶解，否则锰硼钢将发生严重粗化，从而影响基体材料的性能。耐磨粉选取商用的Ni60粉和WC粉，相对成本较低。

本发明的优点及有益效果在于：

1、本发明一种锰硼合金钢耐磨层的制备方法所选用的耐磨合金粉是商用Ni60粉和WC粉，容易购买，制备简单，成本较低；