陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101898238A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101898238A(43)申请公布日2010.12.01(21)申请号201010235198.3(22)申请日2010.07.23(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁路28号申请人广州有色金属研究院(72)发明人高义民史芳杰李林王娟李烨飞郑飞燕尹宏飞邢建东(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.B22D19/02(2006.01)C22C29/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C1/05(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法，将陶瓷颗粒与金属粉混合均匀，填充于特定的模具中，将陶瓷颗粒和金属粉连同模具一起放入真空烧结炉内进行烧结，金属粉将陶瓷颗粒粘结在一起形成预制体；冷却后打开模具，取出预制体放入铸型型腔的端面侧；采用中频感应电炉熔炼金属母体材料形成金属液，铸造时浇入金属液，在金属液热量的作用下，预制体内的金属粉熔化成液体形成铸渗通路，使得金属液更容易渗透陶瓷颗粒，在原位形成颗粒增强复合材料；耐磨件的表层由母体金属与复合材料共同组成，采用本方法制备的复合材料耐磨件既保证了耐磨件的耐磨损性能，又具有高的抗冲击能力。CN108923ACN101898238A权利要求书1/1页1.一种陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：1)首先，将粒径为8～60目的氧化物陶瓷颗粒与金属粉末用无水乙醇混合均匀得混合物，其中，氧化物陶瓷颗粒与金属粉末的质量比为1∶0.5～1.5，无水乙醇的加入量是氧化物陶瓷颗粒的3～5％；2)然后，将所述混合物填充于石墨模具中，在80℃烘干混合物得混合颗粒，然后将模具连同混合颗粒一起放入真空烧结炉内在1250～1350℃、真空度为0.1Pa下烧结30～60min，金属粉末将陶瓷颗粒粘结在一起形成预制体；3)冷却后打开模具，取出烧结好的预制体，在铸型型腔的端面侧放入多块厚度为3-25mm的预制体，每块预制体之间间隔至少10mm；4)熔炼金属母体材料形成金属液，金属液的浇铸温度比公知浇铸温度1380～1420℃高30～50℃，然后金属液出炉浇注进入铸型型腔底部得到厚度为5～30mm的金属母体与复合材料共存的复合耐磨件。2.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的氧化物陶瓷颗粒为氧化铝或氧化锆。3.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的金属粉末采用粒径为150～400目的与所浇铸的母体金属相同的高锰钢、合金钢、高碳铬铁或镍铬低合金铸铁。4.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的混合颗粒与模具间垫一层厚度为0.4～0.6mm的石墨纸。5.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的石墨模具呈柱状、长条状、块状或蜂窝状。6.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的熔炼金属母体材料是在中频感应电炉中进行的。7.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法，其特征在于：所说的金属母体材料为制造耐磨件常用的高锰钢、合金钢、高碳铬铁或镍铬低合金铸铁。8.一种如权利要求1所述的陶瓷颗粒增强复合耐磨件的制造方法制成的复合耐磨件，其特征在于：该复合耐磨件的母体材料为高锰钢、合金钢、高碳铬铁或镍铬低合金铸铁，端部即工作面由母体金属与规则分布其上复合材料增强体组成，复合材料增强体硬度为HRC55～67，厚度为5～30mm。2CN101898238A说明书1/4页陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种陶瓷颗粒增强复合耐磨件及其制造方法。特别适用于破碎机锤头，板锤，大型水泥磨辊及磨盘等。背景技术[0002]在水泥、矿山、冶金、电站或各类类似工业中遇到的磨矿设备、破碎设备中使用的易磨损部件。这些部件通常要求有很好的整体机械性能，希望这些部件不仅具有较高的耐磨性，还要具有一定韧性，以便具有抗冲击等机械强度和能够对其进行机加工。众所周知，这些性能很难在同一材料中协调一致，为了解决这一矛盾，使用复合材料是较好的选择。[0003]颗粒增强复合材料在近年来得到了广泛的研究和应用，它采用在金属基体中引入具有高硬度高耐磨性的硬质相的方法提高材料的耐磨性。如果材料整体复合，虽然耐磨性得到提高，但是其可加工性不好、制造困难、质量不稳定，而且材料的韧性下降、成本大幅增加。在实际服役过程中，特别是对一般的耐磨件，主要是在特定部位，如构件表面，