一種納米復合耐磨合金的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種納米復合耐磨合金的制備方法，屬于合金制備技術領域。本發明對氧化硅晶須、氧化鈦晶須、碳化硅晶須進行球磨，得到粉料，再將粉料與玻璃粉末高溫高壓下反應得到納米結構陶瓷，再向納米結構陶瓷中加入還原鐵粉、二硼化鈦等金屬混合壓制成坯料，再將坯料進行燒結、硅酸鈉淬火，得到一種納米復合耐磨合金的方法。本發明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩定性好、高溫耐磨性幾乎無變化，本發明通過加入納米結構陶瓷使力學性能得到了增強，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實現了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發明操作簡單、易于工業化生產。
【專利說明】
一種納米復合耐磨合金的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種納米復合耐磨合金的制備方法，屬于合金制備技術領域。
【背景技術】
[0002]耐磨材料在國民經濟中具有十分重要的地位。常用耐磨材料主要是高錳鋼、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵，高錳鋼只有在強烈沖擊工礦下，發生奧氏體向馬氏體轉變，才會表現出優異的耐磨性，而高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵中含有價格昂貴的鎳、鉬、釩、鈮等合金元素，導致生產成本高，市場競爭力弱。在此基礎上，國內外以廉價的硼為主要合金元素，開發成功了高硼耐磨合金。
[0003]但是普通的高硼耐磨合金都是要進行淬火處理才能獲得高硬度和優異的耐磨性，而淬火處理不僅增加能耗，且加熱和保溫過程中極易氧化，且工件易變形，并在快速淬火冷卻過程中及易開裂。此外，普通高硼耐磨合金還存在高溫回火穩定性差，高溫耐磨性急劇下降等不足。因此，制備一種具有穩定性好、高溫耐磨性強的合金具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:針對目前高硼耐磨合金存在的易變形、易開裂，并且穩定性差、高溫耐磨性急劇下降的問題，提供了一種對氧化硅晶須、氧化鈦晶須、碳化硅晶須進行球磨，得到粉料，再將粉料與玻璃粉末高溫高壓下反應得到納米結構陶瓷，再向納米結構陶瓷中加入還原鐵粉、二硼化鈦等金屬混合壓制成坯料，再將坯料進行燒結、硅酸鈉淬火，得到一種納米復合耐磨合金的方法。本發明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩定性好、高溫耐磨性幾乎無變化，本發明通過加入納米結構陶瓷使力學性能得到了增強，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實現了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發明操作簡單、易于工業化生產。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是:
(1)依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?1g碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內干燥6?7h，得到粉料；
(2)稱取5?8g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應4?5h，得到反應物；
(3)將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105 °C烘箱內干燥2?3h，得到納米結構陶瓷；
(4)向上述納米結構陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5gSi3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1000?1200 0C，保溫燒結40?50min，然后將其取出放入500?600mL質量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復合耐磨合金。
[0006]本發明的應用方法:將本發明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機更換截齒的時間，較常規的截齒，更換時間延長了 I?2年。
[0007]本發明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發明制備的耐磨合金不易變形、不易開裂，并且穩定性好、高溫耐磨性幾乎無變化；
(2)本發明通過加入納米結構陶瓷使力學性能得到了增強，硅酸鈉溶液作為淬火劑，延緩了淬火液對耐磨合金的激冷，實現了耐磨合金在淬火中不開裂、不裂紋的目的，本發明操作簡單、易于工業化生產。
【具體實施方式】
[0008]首先依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?I Og碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內干燥6?7h，得到粉料;再稱取5?8g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應4?5h，得到反應物;將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105°C烘箱內干燥2?3h，得到納米結構陶瓷；向上述納米結構陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5g Si3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1000?1200 °C，保溫燒結40?50min，然后將其取出放入500?600mL質量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復合耐磨合金。
[0009]實例I
首先依次稱取6g氧化硅晶須、3g氧化鈦晶須、8g碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入10mL去離子水中，和鋯球球磨2h，得到漿料，將漿料置于95°C烘箱內干燥6h，得到粉料;再稱取5g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到100目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在700°C、壓力為20MPa，攪拌反應4h，得到反應物;將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在(TC，攪拌20min，得到固體，將固體置于95°C烘箱內干燥2h，得到納米結構陶瓷；向上述納米結構陶瓷中加入5g還原鐵粉、1g二硼化鈦、5g鋁粉、3g Si3N4、2g鎂粉、Ig鎳粉，攪拌1min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1000°C，保溫燒結40min，然后將其取出放入500mL質量濃度為10%娃酸鈉溶液中，放置1min后取出，即可得到一種納米復合耐磨合金。
[0010]將本發明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機更換截齒的時間，較常規的截齒，更換時間延長了I年。
[0011]實例2
首先依次稱取7g氧化硅晶須、4g氧化鈦晶須、9g碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入150mL去離子水中，和鋯球球磨2.5h，得到漿料，將漿料置于100 V烘箱內干燥6.5h，得到粉料;再稱取7g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到150目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌8min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在7500C、壓力為25MPa，攪拌反應4.5h，得到反應物;將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在3°C，攪拌25min，得到固體，將固體置于100°C烘箱內干燥2.5h，得到納米結構陶瓷；向上述納米結構陶瓷中加入8g還原鐵粉、15g二硼化鈦、6g招粉、4g Si3N4、3g鎂粉、2g鎳粉，攪拌15min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1100°C，保溫燒結45min，然后將其取出放入550mL質量濃度為15%娃酸鈉溶液中，放置15min后取出，S卩可得到一種納米復合耐磨合金。
[0012]將本發明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機更換截齒的時間，較常規的截齒，更換時間延長了 1.5年。
[0013]實例3
首先依次稱取8g氧化硅晶須、5g氧化鈦晶須、1g碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入200mL去離子水中，和鋯球球磨3h，得到漿料，將漿料置于105 V烘箱內干燥7h，得到粉料;再稱取8g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在800°C、壓力為30MPa，攪拌反應5h，得到反應物;將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在5°C，攪拌30min，得到固體，將固體置于105°C烘箱內干燥3h，得到納米結構陶瓷；向上述納米結構陶瓷中加入1g還原鐵粉、20g二硼化鈦、7g鋁粉、5g Si3N4、4g鎂粉、3g鎳粉，攪拌20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1200°C，保溫燒結50min，然后將其取出放入600mL質量濃度為20%硅酸鈉溶液中，放置20min后取出，即可得到一種納米復合耐磨合金。
[0014]將本發明加在鑄造的截齒體中，有效的提高了耐磨性，可以減少采煤機更換截齒的時間，較常規的截齒，更換時間延長了2年。
【主權項】
1.一種納米復合耐磨合金的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)依次稱取6?8g氧化硅晶須、3?5g氧化鈦晶須、8?IOg碳化硅晶須，加入到磨球機中，再加入100?200mL去離子水中，和鋯球球磨2?3h，得到漿料，將漿料置于95?105°C烘箱內干燥6?7h，得到粉料； (2)稱取5?8g玻璃，用粉碎機粉碎，過篩，得到100?200目粉末，將玻璃粉末加入到燒杯中，向燒杯中加入上述粉體，攪拌5?1min，得到混合粉體，將混合粉體加入到高壓反應釜中，控制溫度在700?800°C、壓力為20?30MPa，攪拌反應4?5h，得到反應物； (3)將上述反應物加入到燒瓶中，將燒瓶置于冰水浴中，控制溫度在O?5°C，攪拌20?30min，得到固體，將固體置于95?105 °C烘箱內干燥2?3h，得到納米結構陶瓷； (4)向上述納米結構陶瓷中加入5?1g還原鐵粉、10?20g二硼化鈦、5?7g鋁粉、3?5gSi3N4、2?4g鎂粉、I?3g鎳粉，攪拌10?20min，得到混合粉體，將混合粉體壓制成坯料，將坯料置于燒結爐中燒結，控制溫度在1000?1200 0C，保溫燒結40?50min，然后將其取出放入500?600mL質量濃度為10?20%娃酸鈉溶液中，放置10?20min后取出，即可得到一種納米復合耐磨合金。
【文檔編號】C22C47/06GK105925920SQ201610468638
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月25日
【發明人】袁春華, 孟浩影
【申請人】袁春華