[发明专利]耐磨复合材料、其在用于冶金炉的冷却元件中的应用及其制造方法

权利要求书

1.一种耐磨材料，用于冶金炉冷却元件的工作面，所述耐磨材料包括含有耐磨颗粒的宏观复合材料；

其中，所述耐磨颗粒具有的硬度大于第二金属的硬度；

其中，所述耐磨颗粒以基本重复的工程构造排布；并且

其中，所述基本重复的工程构造被由第二金属组成的基体熔渗。

2.根据权利要求1所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒由选自包含碳化物、氮化物、硼化物和/或氧化物的陶瓷的一种或多种耐磨材料组成，并且所述第二金属基体由实质上导热的金属组成。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的耐磨材料，其中：

所述碳化物选自包括碳化钨、碳化铌、碳化铬和碳化硅的组；

所述氮化物选自包括氮化铝和氮化硅的组；

所述氧化物选自包括氧化铝和氧化钛的组；

所述硼化物选自包括硼化硅的组；和/或

所述实质上导热的材料选自包括不锈钢；铜；和铜的合金，包括铜-镍合金诸如蒙乃尔^TM或白铜合金的组。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述宏观复合材料具有根据ASTM G 65测定的，在相同条件下，不超过灰铸铁的磨料磨损率的0.6倍的磨料磨损率。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒具有的尺寸为从约3mm到约10mm。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述宏观复合材料的所述基本上重复的工程构造具有从约3mm到约50mm的包络尺寸，其中，所述包络尺寸被定义为限定所述宏观复合材料的单位体积的立方体的边的长度。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述基本上重复的工程构造具有从约3mm到约50mm的厚度。

8.根据权利要求6-7中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒在所述宏观复合材料的单位体积中的正面面堆积因子为从约20百分比到100百分比。

9.根据权利要求5-8中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒和所述基体的所述第二金属之间的界面面积为至少0.25a²。

10.根据权利要求5-9中的任一项所述的耐磨材料，其中，每单位体积的所述宏观复合材料(a³)中所述耐磨颗粒和所述基体的所述第二金属之间接触的表面面积(S.A.)为至少0.1。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的耐磨材料，其中，所述第二金属的所述基体包括在所述正面区域层中围绕所述耐磨颗粒的金属卷须，其中，所述卷须朝所述工作面并联地延伸。

12.根据权利要求11所述的耐磨材料，其中，所述金属卷须在所述耐磨颗粒之间的空隙中形成。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的耐磨材料，其中，位于所述正面的任何所述耐磨颗粒都以其长度或直径的至少0.25延伸进所述基体内。

14.根据权利要求1-13中的任一项所述的耐磨材料，其中，每个所述耐磨颗粒具有选自包括球形和圆柱形的组中的形状。

15.根据权利要求14所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒为球形；并且其中，所述面层包括以六方面堆积排布堆积的单层所述球形耐磨颗粒。

16.根据权利要求14所述的耐磨材料，其中，所述耐磨颗粒是圆柱形的，每个所述耐磨颗粒具有垂直于所述正面排布的纵向轴线。