[发明专利]表面复合陶瓷铁基材料及其制备方法

说明书

表面复合陶瓷铁基材料及其制备方法，属于表面处理技术领域。将质量分数10‑12％的钛铁粉、8.0‑9.5％的钒铁粉、5‑6％的金属镍粉、23‑25％的碳素铬铁粉、1.0‑1.2％金属锡粉、8‑10％的B₄C粉、35‑38％的WC粉末、1.3‑1.5％的干锯末和2.5‑2.8％的酚醛树脂搅拌均匀，获得多元涂覆材料，涂覆在在铸型表面，涂覆厚度1.5‑6.5mm，涂覆位置对应于铸件的工作部位，钢水经浇注、凝固和空冷后，得到表面复合陶瓷铁基材料，具有硬度高和耐磨性好等特点。

技术领域

本发明公开了陶瓷铁基材料及其制备方法，特别涉及表面复合陶瓷铁基材料及其制备方法，属于表面处理技术领域。

背景技术

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨、耐氧化等优点，已广泛应用于耐磨蚀、耐腐蚀和抗高温等领域。特别是Al₂O₃陶瓷颗粒，硬度高，高温稳定性好，来源广泛，价格低廉，是应用十分广泛的陶瓷材料。但是陶瓷材料由于脆性大，直接用于制造受力的耐磨、耐热部件，使用中极易开裂，严重影响生产设备的正常运行。为了降低Al₂O₃陶瓷脆性，在Al₂O₃中加入纯ZrO₂粒子，形成ZrO₂增韧氧化铝陶瓷时，当添加含量适当时，可使韧性显著提高。主要原因是ZrO₂的加入使氧化铝晶粒基体细化，高温下氧化锆发生相变韧化。但是，单纯采用ZrO₂增韧氧化铝陶瓷的断裂韧性，也只能达到6MPa.m^1/2左右，仍无法用于制造较大的抗磨耐热部件。

钢铁材料具有原料来源广泛，生产工艺简便，强度高，韧性好等特点，在耐磨耐热领域获得广泛应用。但是，普通钢铁材料硬度较低，耐磨性较差，为了提高钢铁材料的耐磨性能，中国发明专利CN 109385500A公开了一种电铲用多合金耐磨铸钢斗齿，其特征在于，所述铸钢按照质量百分比由以下组分组成：C1.0-2.0wt％，Si0.8-1.2wt％，Ti0.3-0.4wt％，Cr12.0-20.0wt％，Mn0.5-2.0wt％，Ni1.0-2.0wt％，Mo0.2-1.0wt％，Co0.1-0.3wt％，V0.5-1.0wt％，W0.1-0.3wt％，Y0.2-0.3wt％，Sn0.1-0.2wt％，P0.06-0.10wt％，S0.02-0.06wt％，余量为Fe和杂质。中国发明专利CN 107502815A还公开了一种高强度耐磨损多元合金材料及制备方法；包括金属与非金属合成，按照质量分数百分比为：碳(C)：2.8﹪-3.6﹪；铬(Cr)：30﹪-33﹪；镍(Ni)：8﹪-10﹪；钼(Mo)：3.0﹪-5.0﹪；锰(Mn)：1.8﹪-2.5﹪；硅(Si)：0.1﹪-3.0﹪；钨(W)：3.0﹪-4.5﹪；钒(V)：0.3﹪-0.5﹪；铜(Cu)：2.5﹪-3.5﹪；铌(Nb)：0.5﹪-1.0﹪；铼(Re)：0.2﹪；余量为铁(Fe)、钛(Ti)及其他元素。中国发明专利CN 103938106A还公开了一种铬镍铜钒铌氮高温耐热耐磨铸钢，其化学成分(重量％)为：C0.3～2.0％，Si1.36～2.50％，Mn0.83～2.50％，Cr20.0～46.0％，Ni7.0～50.0％，Cu0.05～1.50％，V0.05～5.20％，Nb0.04～2.50％，N0.05～0.50％，RE0.05～0.50％，P≤0.06％，S≤0.04％，Fe余量，用该耐热耐磨铸钢制造的发电锅炉燃烧器喷口抗热裂性能好，具有高的红硬性和高温耐磨性，抗煤粉冲刷，使用寿命长。但是，上述钢铁材料中需要加入大量价格昂贵的合金元素，导致钢铁材料生产成本急剧升高。