[发明专利]一种原位合成TiB2+TiC双相颗粒增强钢铁基表面耐磨超硬钢的制备方法及超硬钢

摘要

一种金属基表面耐磨超硬钢的制备方法及超硬钢，特别是涉及采用消失模铸造工艺与SHS合成技术相结合的原位合成TiB2+TiC双相颗粒增强钢铁基表面耐磨超硬钢的制备方法及超硬钢，其目的是采用反应生成的原位双向颗粒对铸件特定区域或位置进行强化，从而既保证了金属基体的韧性，又提高了服役区域或位置的高硬度合耐磨性能。其工艺包括：1)将钛粉、碳化硼粉、助熔剂、添加剂和粘结剂按预定比例混制成SHS粉末膏剂；2)将制成的SHS粉末膏剂涂覆在铸件需耐磨部位对应的泡沫塑料模型表面上；3)采用LFC法消失模铸造工艺浇注高温金属钢液，诱发SHS粉料自蔓延合成反应，生成TiB2+TiC硬质颗粒增强相，制造出颗粒增强钢铁基表面耐磨超硬钢铸件。

主权项

一种耐磨超硬钢制备方法，包括配料、制备SHS粉末膏剂和浇铸钢液，其特征在于：所述耐磨超硬钢具有原位合成TiB2+TiC双相颗粒增强钢铁基增强表面，所述方法包括如下步骤：(1)所述配料：按质量百分比(8~10)：(3~6)：(2~4)：(1~3)：(1~2)分别称取Ti粉末、B4C粉末、碳化钛粉末、硼铁粉末和硼砂作为原料；(2)所述制备SHS粉末膏剂：将上述配好的原料在低速球磨机中球磨，制成SHS粉末，在混合均匀的SHS粉末中加入适量的粘结剂，研磨0.5~1h，制成SHS粉末膏剂；(3) 涂覆或粘结并烘干：将SHS粉末膏剂涂覆在由石蜡或泡沫塑料制成的铸件模型的工作表面上，或将SHS膏剂压制成膏块，粘结到石蜡或泡沫塑料铸件模型工作表面上，形成一定厚度的涂层，将涂覆好SHS粉末膏剂的铸件模型烘干，在整个铸件模型外表面涂覆一定厚度的防粘砂涂料，将涂覆好防粘砂涂料的铸件模型再次烘干；(4) 所述浇注钢液：在中频感应电炉中熔炼钢液，采用真空消失模铸造工艺浇注成型，高温钢液引发自蔓延合成反应，生成TiB2+TiC双相颗粒增强相层；(5) 清理、打磨：将浇注后的表面颗粒增强合金铸件冷却到室温后进行表面清理、打磨，即得原位合成TiB2+TiC双相增强钢铁基表面耐磨超硬钢铸件。