一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111809100A(43)申请公布日2020.10.23(21)申请号202010694465.7B22D23/04(2006.01)(22)申请日2020.07.17(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号申请人广西长城机械股份有限公司(72)发明人高义民亦雨奇李烨飞李聪李博赵四勇牛瑞霞(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.C22C33/02(2006.01)B22F3/11(2006.01)C23C14/18(2006.01)C23C14/32(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法，将ZTA颗粒的表面微粗糙化，通过加入活性元素Y提高陶瓷涂层的热稳定，Cr，Al对O元素的吸附能力可以大大提高Ni与陶瓷颗粒的润湿性，使界面结合由简单机械结合转化为冶金结合，具有较高的结合和冲击强度，满足了高负荷状态下的工况环境，随后加入自制粘结剂定型，烘干处理获得具有蜂窝状结构的预制体，随后对蜂窝状预制体进行热处理提高其结合强度；放入砂箱中浇铸金属液，冷却后得到具有较高耐磨性的ZTA增强钢铁基复合材料。采用本发明技术制备的耐磨复合材料既具有高的抗冲击磨损性能，又保证了在苛刻工况下的服役安全性。CN111809100ACN111809100A权利要求书1/1页1.一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将ZTA颗粒与SiO2颗粒进行球磨处理，通过筛网过滤ZTA颗粒；S2、将NiCrAlY粉末与无水乙醇湿混得到混合粉末，将混合粉末与步骤S1得到的ZTA颗粒进行搅拌混合，再加入粘结剂充分混合，倒入蜂窝状模具后进行真空烘干处理；S3、将蜂窝状模具进行加热处理固化定型并冷却；S4、将蜂窝状模具经烧结处理后冷却得到蜂窝状的预制体；S5、将蜂窝状的预制体放入砂箱中并固定铸型端面，采用铸渗法浇铸金属液，冷却后脱模得到钢铁基复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，SiO2颗粒的粒径为4.7～5.5mm，球磨处理速度为75～200r/min，球磨处理时间为20～40min。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用10～40目的筛网过滤球磨处理后的ZTA颗粒。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，球磨处理前，先将ZTA颗粒在丙酮中浸泡20～35min，酸洗，随后通过超声波对丙酮进行清洗10～15min，经去离子水冲洗后烘干备用。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，NiCrAlY粉末与无水乙醇的质量比为(16～20):1，NiCrAlY粉末与ZTA颗粒的质量百分比为15％～30％。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，粘结剂包括质量比1：(8～8.5)的硼酸和SiO2粉末，每100g的ZTA混合物中加入4～6ml粘结剂。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，烘干处理的温度为80～100℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，烧结处理具体为：自室温以6～10℃/min的升温速率升温至1100～1300℃，烧结1～2h。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，金属液为高铬铸铁，浇铸温度为1550～1700℃。10.根据权利要求1所述方法制备的NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料。2CN111809100A说明书1/7页一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于耐磨材料制备技术领域，具体涉及一种NiCrAlY高温烧结ZTA颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]大型复合材料是矿山、冶金、水泥、电力等行业对矿物和建筑材料等物料进行破碎所必需的设备，而复合材料是这些设备中消耗最大的磨损件。仅水泥、电力工业，我国每年大型复合材料的消耗量高达80万吨，造成巨大的经济损失。目前，由于国产大型复合材料由于性能稳定性和抗磨性差，使用寿命短，成为制约矿山中粉碎效率的关键因素，因而国内大部分大型复合材料仍采用国外进口产品。单一金属材料的性能提高是有限的。采用整体合金化的材料其耐磨性虽然有所提高，但其韧性也同时大幅降低，降低了在冲击场合部件的服役安全性和耐磨性。因此，需要通过构建新型耐磨材料理论和优化制备工艺以期解决单一材料难以满足的相互矛盾。[0003]陶瓷颗粒增强钢复合材料因引入增强相，表现出优异的