[发明专利]三元硼化物合金螺杆材料及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种三元硼化物合金螺杆材料及其生产工艺，其的元素含量百分比为：B 2.8～7％，Mo 25～60％；Cr 2～15％，C 0.2～1.5％，V 0.5～7％，Nb 1～4％，W 0.5～10％，Ce 0.1～1％，Mn 1～10％，Ta 0.1～2％，Ni余量。本发明制备的三元硼化物合金螺杆材料拥有高熔点、高硬度、高耐磨和耐腐蚀性，综合性能好，能足够满足注射成型领域的螺杆生产需要，使用寿命长，减少日常维护次数，降低生产成本；而且适用范围广，除了可以用于射成型领域螺杆的制作外，还可以作为耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨材料和超硬材料应用于其它领域有耐磨耐腐蚀需求的零部件，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于合金螺杆材料技术领域，具体涉及一种三元硼化物合金螺杆材料及其生产工艺。

背景技术

随着高新技术的不断发展,对材料性能的要求愈来愈高。既要求材料在高温下具有强度高和良好的韧性和导热性,又要求材料在高温下拥有优异的抗氧化性和抗耐磨性。三元硼化物合金材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性和高抗腐蚀性能，其密度是传统硬质合金的3/5，是种极具发展前景的硬质材料，三元硼化物(Mo₂NiB₂)合金材料以三元合金Mo₂NiB₂为硬质相，和以Ni作为金属粘结相烧结而成，具有硬度高、断裂韧性高、耐磨性高、耐腐蚀性好且热膨胀系数与钢相近,具有十分优异的性能。

目前，国内对三元硼化物合金材料多应用于表面陶瓷涂层，采用真空液相烧结法、固相反应法、放电等离子烧结法或者氩弧熔覆法，将合金熔覆于金属母材表面，从而获得耐磨性高、耐腐蚀性好的产品，然而涂覆于复杂形状的零部件表面受到限制。在注射成型领域，工程塑料中通常会添加大量的玻璃纤维、矿纤维、碳纤维、阻燃剂等增强填充物，以获得更高的特殊性能，导致工程塑料在成型过程中对螺杆的磨损腐蚀相当厉害。螺杆作为注射成型的核心部件，对耐磨耐腐蚀性能要求越来越高。在工作过程中，螺杆要完成送料、储料、注射等一系列工艺动作，其外形结构异形复杂，表面合金难以满足其工况要求，且易产生裂纹等缺陷，甚至脱落。整体合金螺杆如NiCrAl合金(3J40)、HIP工艺Co基合金(Co12或Co16)，亦难以满足耐腐蚀性要求。常规的工具钢、冷作模具钢制作的螺杆更加不能满足耐磨耐腐蚀的要求。

公开号“CN103774054B”，名称为“合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺”公开了一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺，该合金螺杆材料由钼Mo、硼化铁FeB、铬Cr、镍Ni、锰Mn、碳C和铁Fe的原料粉末配置而成，其虽然能实现较好的综合性能，但是在材料强度和耐腐蚀性方面仍有进一步提升的可能。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种高硬度、高耐磨，耐腐蚀性好，综合性能好的三元硼化物合金螺杆材料。

本发明目的之二在于，提供一种制作上述三元硼化物合金螺杆材料的生产工艺，该生产工艺的制作工艺简易，易于实现，能快速生产出三元硼化物合金螺杆材料。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种三元硼化物合金螺杆材料，其的元素含量百分比为：B的含量为2.8～7％，Mo的含量为25～60％，Cr的含量为2～15％，C的含量为0.2～1.5％，V的含量为0.5～7％，Nb的含量为1～4％，W的含量为0.5～10％，Ce的含量为0.1～1％，Mn的含量为1～10％，Ta的含量为0.1～2％，Ni的含量为余量。

三元硼化物(Mo₂NiB₂)合金的基本组成分为硬质相Mo₂NiB₂与粘结相Ni。通过液相反应烧结，生成硬质相，使材料获得硬度和耐磨耐腐蚀性，通过粘结使材料具有足够的强度。