[发明专利]高铬铸铁基复合材料的制备工艺、应用及制备得到的耐冲蚀管道

说明书

本申请公开一种高铬铸铁基复合材料的制备工艺、应用及制备得到的耐冲蚀管道，包括以下步骤S1.将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料分别破碎后混匀，得到混合料；S2.将混合料置入模具后，将模具置于感应外场中进行压力烧结，烧结时间为2‑30min，得到预制体；S3.将预制体置入铸造型腔后，注入温度为1540‑1600℃的高铬铸铁熔液，得到所述高铬铸铁基复合材料。利用感应烧结过程中设定特殊的感应外场频率和烧结时间，使得预制体在感应烧结时仅进行初步反应，在注入高温高铬铸铁溶液时进一步反应直至预制体反应完全，使预制体和高铬铸铁熔液固化后的界面结合效果更好，在作为管道使用时具有较好的机械性能和耐磨性能。

技术领域

本申请涉及管道制备技术领域，特别涉及一种高铬铸铁基复合材料的制备工艺、应用及制备得到的耐冲蚀管道。

背景技术

高铬铸铁作为一种优异的抗磨材料，其耐磨性要比普通的合金钢高出较多，同时其还具有较好的韧性、强度、抗高温和抗腐蚀性能，被广泛的应用于耐磨零件等工业领域。

目前在管道中应用高铬铸铁材料的情况也较多，但现有的高铬铸铁管道由于输送液体时其冲击力度较大，导致其使用寿命较短，并且随着使用寿命的增加管道容易断裂、腐蚀或老化，导致管道需要更换的频次过高，不便于日常使用。因此，市面上有在高铬铸铁材料中设置预制体作为增强材料以提高管道的使用寿命，预制体的原料包括硬质陶瓷微粉，如WC、TiC、VC等致密化微粉，但采用目前的制备方法得到的高铬铸铁增强材料存在以下问题：1)内部反应剧烈，热量、体积波动巨大，增强体与基体界面出现缩孔、应力集中等缺陷，将导致形成大量初始裂纹源；2)在浇铸充型时间短的情况下，热容量导致加入的石墨反应不完全，在铸件内部残留石墨点缺陷，降低材料力学性能，以上得到的高铬铸铁管道同样具有使用寿命短和易断裂的缺陷。

发明内容

本申请的主要目的是提供一种高铬铸铁基复合材料的制备工艺、应用及制备得到的耐冲蚀管道，旨在解决现有的高铬铸铁管道内部缺陷较多导致其使用寿命较短，力学性能较差的技术问题。

为实现上述目的，本申请提出一种高铬铸铁基复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

S1.将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料分别破碎后混匀，得到混合料；

S2.将混合料置入模具后，将模具在300-500Pa的氨气气氛或惰性气体气氛下，置于感应外场中进行压力烧结，烧结压力为160-200MPa，烧结时间为2-30min，得到预制体；

S3.将预制体置入铸造型腔后，注入温度为1540-1600℃的高铬铸铁熔液，得到所述高铬铸铁基复合材料。

将陶瓷基增强颗粒原料和金属基连接颗粒原料采用球磨或其它方式破碎，将破碎后的原料均匀混制得到混合料；之后将混合料置入对应的模具中，模具可为正六边形结构或其它形状的模具，适应生产需求即可，之后再将模具和内部的混合料同步置于电磁感应外场中进行加热烧结，可以使烧结效果更佳，此时预制体初步反应，反应程度为70％左右；在烧结时需要提供压力，以控制混合料中的孔隙情况，最终制备得到的预制体具有更好的稳定性。之后将上述预制体放入铸造型腔中，注入高铬铸铁熔液时的热容量使未反应完全的预制体进一步反应，高铬铸铁熔液渗入预制体中结合为一体共同形成高铬铸铁基复合材料构件，该复合材料可以用于物料的破碎、研磨、冲刷、泵送等冲击、腐蚀、磨损条件，具体可制得的产品包括板锤、泵体、管道、轴套、磨盘、磨球和导料球等。