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1、10申请公布号CN104139185A43申请公布日20141112CN104139185A21申请号201410419393X22申请日20140825B22F3/16200601C22C1/05200601C22C32/00200601C22C29/0020060171申请人南通高欣耐磨科技股份有限公司地址226011江苏省南通市港闸区站前二号路2号13幢72发明人钱兵孙书刚54发明名称一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法57摘要本发明公开了一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，包括如下步骤将陶瓷颗粒或经表面预处理的陶瓷颗粒与自熔性合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物；将上述混合物填充于压机模具。
2、型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为5070MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉温度为10001300、真空度为0110PA下烧结3090MIN，冷却出炉后得金属陶瓷耐磨复合材料。本发明因复合材料压制而成，烧结后的复合材料致密度更高，复合在耐磨件表面后，耐磨寿命更长；混合物中无粘结剂，烧结后复合材料中不会产生夹渣、气孔等缺陷。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN104139185ACN10413。
3、9185A1/1页21一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤（1）将粒径为650目的陶瓷颗粒或经表面预处理的陶瓷颗粒与自熔性合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中陶瓷颗粒与自熔性合金粉末的体积比为11911，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的16；（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为5070MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉温度为10001300、真空度为0110PA下烧结3090MIN，冷却出炉后得金属陶瓷耐磨复合材料。2根据权利要求1所述的一。
4、种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，其特征在于所述陶瓷颗粒为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷中的一种。3根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，其特征在于所述普钢垫片表面放置一层0205MM厚的石墨纸。4根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，其特征在于所述自熔性合金粉末为铁基、镍基或钴基等合金粉末。5根据权利要求1所述的一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，其特征在于所述金属陶瓷耐磨复合材料中的金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。权利要求书CN104139185A1/4页3一种金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法技术领域000。
5、1本发明涉及耐磨损金属基复合材料，具体是陶瓷颗粒增强铁基耐磨复合材料及其制备方法。背景技术0002随着科技水平和现代工业的发展对材料的耐磨性要求越来越高，电力、水泥、矿山、冶金、煤炭等行业设备的易损件要受到煤矿、砂石、土壤等各种物料和研磨体的磨损，每年要消耗大量的金属。根据不完全统计，能源的1/31/2消耗与摩擦和磨损有关。对材料来说，约80的零件失效是由摩擦引起的，其中磨料磨损而失效的约占50。我国用于磨料磨损工况的耐磨件，每年消耗200多万吨。由此，研制一种能在磨损工况下，具有较长使用寿命的耐磨复合材料显得越来越重要。0003在工业生产中的许多领域都存在恶劣的工作环境，要求工作部件同时具备。
6、耐磨耐热或耐磨耐蚀综合性能，因此具有单一性能的材料已不能满足工况的需求。复合材料由于是将两种或两种以上具有不同性能的材料，通过物理或化学的方法将他们有机结合在一起，发挥各自优势，因此材料具有优异的综合性能。多年来，对颗粒增强钢铁基复合材料的工艺研究一直是复合材料研究的重大课题之一，也取得了一些成果。中国发明专利（CN101898239A）介绍了一种复合耐磨材料陶瓷颗粒增强体的制备方法，该增强体是由WC陶瓷颗粒在真空高温环境中烧结而成，通过设计不同形状尺寸的模具制成所要求的各种形状的预制体，将预制体排列在铸型端面，然后采用负压浇铸方法浇铸金属后，金属液渗入预制体陶瓷颗粒增强体形成复合材料。该工艺。
7、方法存在碳化钨价格昂贵、陶瓷颗粒只适合碳化钨等缺陷，难以广泛应用。中国发明专利（101112718B）介绍了一种陶瓷颗粒增强铁基复合材料及其制备方法，该工艺特征是将金属陶瓷颗粒放置在铸型内，再向铸型内浇注钢液或铸铁液，静态冷却后制备得到陶瓷颗粒增强铁基复合材料。该工艺中高温铁液难以控制，WCCO价格昂贵，制备的耐磨件因密度差异仅表面存在碳化钨颗粒，耐磨层薄，使用受到一定限制。中国发明专利（CN101898238B）介绍了一种陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法，该方法是将陶瓷颗粒和金属粉混合后填充于石墨模具中，然后连同模具一起放入真空炉中烧结，金属粉将陶瓷颗粒粘结成预制体，然后再将预制体浇铸在耐。
8、磨件的表面。该工艺制备的预制体存在孔隙度大，耐磨寿命短等缺陷。中国发明专利（CN102513522A介绍了一种陶瓷颗粒增强钢铁基网格状复合材料的制备方法，该方法是通过粉末烧结将硬质陶瓷颗粒和合金粉的混合物烧结成条状块，将条状块拼接成网状结构或者网状立体骨架结构，采用砂型或消失模铸造熔炼基材金属材料，将其浇注入型腔中，温室冷却凝固得到所需复合材料。该工艺存在以下缺陷对于球面或其他不规则形状的耐磨面，条状块难以实现；条状快不利于大中型耐磨件制备；浇铸后条状块粘结处无金属材料，留有缝隙，存在使用隐患。中国发明专利（CN1080221）介绍了一种制备颗粒增强耐磨复合材料的铸造方法，其工艺步骤是将制备好。
9、的消失模放入铸型中，这样在消失模和铸型间就形成空隙。将空隙填满硬质颗粒，合箱抽真空浇注，从而在表面形成含硬质颗粒的耐磨材料。该方法工艺复杂，不能很说明书CN104139185A2/4页4好的将消失模负压铸造工艺的优点利用起来，生产效率低，且复合层厚度低。发明内容0004发明目的本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种陶瓷复合层致密度更高、陶瓷颗粒分布更均匀、耐磨性能良好的金属/陶瓷耐磨复合材料及其制备方法。采用该方法制备的复合材料在充分发挥硬质相高耐磨性的同时，也保留了基材金属的良好韧性，从而达到最佳性能匹配，能制成多种结构形状的产品。0005技术方案本发明所述的一种金属陶瓷耐磨复合材。
10、料的制备方法，包括如下步骤（1）将粒径为650目的陶瓷颗粒或经表面预处理的陶瓷颗粒与自熔性合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中陶瓷颗粒与自熔性合金粉末的体积比为11911，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的16；（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为5070MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉温度为10001300、真空度为0110PA下烧结3090MIN，冷却出炉后得金属陶瓷耐磨复合材料。0006作为优选，所述陶瓷颗粒为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷中的一种。0。
11、007作为优选，所述普钢垫片表面放置一层0205MM厚的石墨纸。0008作为优选，所述自熔性合金粉末为铁基、镍基或钴基等合金粉末。0009该复合材料与进炉前的素坯结构一致，金属陶瓷耐磨复合材料中的金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。0010所述的模具可以根据不同设备所需结构设计而成。0011有益效果本发明与现有技术相比，具有以下优点第一，因复合材料压制而成，烧结后的复合材料致密度更高，复合在耐磨件表面后，耐磨寿命更长；第二，该工艺适用范围更广，可根据工况选择不同陶瓷颗粒，相比单一使用碳化钨，可大大节约成本；第三，陶瓷颗粒分布更均匀，复合材料可根据不同耐。
12、磨件要求设计成不同结构；第四，混合物中无粘结剂，烧结后复合材料中不会产生夹渣、气孔等缺陷；第五，该工艺适合制备较厚大的复合材料预制体，容易成型，脱模方便。0012此外，由于自熔性合金材料在低温下容易形成液态相，且流动性良好，所以液态金属合金相与陶瓷相的包覆性效果很好，两相结合面无任何缝隙、裂纹等。附图说明0013图1为本发明一个实施例的HP型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料主视图。0014图2为本发明一个实施例的HP型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料侧视图。0015图3为本发明一个实施例的HP型磨盘用金属陶瓷耐磨复合材料主视图。0016图4为本发明一个实施例的HP型磨盘用金属陶瓷耐磨复合材料侧视图。说明书。
13、CN104139185A3/4页50017图5为本发明一个实施例的MPS型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料主视图。0018图6为本发明一个实施例的MPS型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料侧视图。0019图7为本发明一个实施例的MPS型磨盘用金属陶瓷耐磨复合材料主视图。0020图8为本发明一个实施例的MPS型磨盘用金属陶瓷耐磨复合材料侧视图。0021图9为本发明一个实施例的复合耐磨板用金属/陶瓷耐磨复合材料示意图。具体实施方式0022实施例1如图1和图2所示一种HP型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料，其制备方法包括如下步骤（1）将粒径为650目的氧化铝陶瓷或经表面预处理的氧化铝陶瓷与铁基合金粉末用聚乙烯醇混合均匀。
14、得混合物，其中，氧化铝陶瓷或经表面预处理的氧化铝陶瓷与铁基合金粉末的体积比为11，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的2；（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为50MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉最高温度为1050、真空度为0204PA下烧结60MIN，冷却出炉后得HP型磨辊用金属/陶瓷耐磨复合材料；（4）该复合材料与进炉前的素坯结构一致，金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。0023实施例2如图3和图4所示的另一种HP型磨盘用金。
15、属陶瓷耐磨复合材料，其制备方法包括如下步骤（1）将粒径为650目的碳化钨陶瓷或经表面预处理的碳化钨陶瓷与镍基合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，碳化钨陶瓷或经表面预处理的碳化钨陶瓷与镍基合金粉末的体积比为119，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的3；（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为70MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉最高温度为1000、真空度为0204PA下烧结70MIN，冷却出炉后得HP型磨盘用金属/陶瓷耐磨复合材料；（4）该复合材料与进炉前的素坯结构一。
16、致，金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。0024实施例3如图5和图6所示的一种MPS型磨辊用金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，包括如下步骤（1）将粒径为650目的氧化锆陶瓷或经表面预处理的氧化锆陶瓷与铁基合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，氧化锆陶瓷或经表面预处理的氧化锆陶瓷与铁基合金粉末的体积比为110，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的1；说明书CN104139185A4/4页6（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为60MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将。
17、干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉最高温度为1100、真空度为0204PA下烧结90MIN，冷却出炉后得MPS型磨辊用金属/陶瓷耐磨复合材料；（4）该复合材料与进炉前的素坯结构一致，金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。0025实施例4如图7和图8所示的另一种MPS型磨盘用金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，包括如下步骤（1）将粒径为650目的氮化钛陶瓷或经表面预处理的氮化钛陶瓷与钴基合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，氮化钛陶瓷或经表面预处理的氮化钛陶瓷与钴基合金粉末的体积比为115，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的5；（2）将上述混合物填充于压机模具型。
18、腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为50MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉最高温度为1300、真空度为0204PA下烧结30MIN，冷却出炉后得MPS型磨辊用金属/陶瓷耐磨复合材料；（4）该复合材料与进炉前的素坯结构一致，金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。0026实施例5如图9所示的一种复合耐磨板用金属陶瓷耐磨复合材料的制备方法，包括如下步骤（1）将粒径为650目的氧化铬陶瓷或经表面预处理的氧化铬陶瓷与铁基合金粉末用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，氧化。
19、铬陶瓷或经表面预处理的氧化铬陶瓷与铁基合金粉末的体积比为14，聚乙烯醇的加入量是陶瓷质量的6；（2）将上述混合物填充于压机模具型腔内，型腔底部预先放置210MM普钢垫片，混合物所受压机压强为70MPA，成型脱模后，素坯连同垫片一并放入150干燥箱中干燥2小时；（3）将干燥后的素坯连同垫片一并放入真空炉最高温度为1250、真空度为0204PA下烧结50MIN，冷却出炉后得复合耐磨板用金属/陶瓷耐磨复合材料；（4）该复合材料与进炉前的素坯结构一致，金属基体硬度为HRC5460，陶瓷颗粒硬度为HRC6881，厚度为660MM。说明书CN104139185A1/2页7图1图2图3图4图5图6说明书附图CN104139185A2/2页8图7图8图9说明书附图CN104139185A。