[发明专利]一种新型的耐磨材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种新型的耐磨材料及制备方法，配方包括材料A、材料B和基体金属，制备方法包括步骤一，设计耐磨材料的功能及结构；步骤二，制造陶瓷金属复合材料；步骤三，加工基体金属；步骤四，制备耐磨材料；步骤五，耐磨材料热处理；步骤六，成品耐磨材料性能检测；所述步骤三中，基体金属为Q235、Q345或Q45钢材中的一种，所述步骤四中，基体金属与陶瓷金属复合材料间存在明显的界面，且完整保持其可加工性和可焊接性能，本发明相较于现有均质合金耐磨材料及简单复合材料，采用陶瓷金属复合材料与钢材基材复合构成，所制备的新型耐磨材料具有优异的耐磨特性和良好的吸震减冲及加工性能，具有性能梯度变化的材料学特点。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种新型的耐磨材料及制备方法。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料；由于复合材料各组成之间“取长补短协同作用”，极大的弥补了单一材料的缺点，产生单一材料所不具有的新性能或多个性能的集成；

现代复合耐磨材料的进展，主要关注于材料耐磨功能的强化，虽然耐磨性取得显著进步，但因忽略了其它加工性能方面的协调，极大的限制了其使用；因此，对于工程耐磨材料，急需从材料性能方面进行新的复合设计，并开发出适宜的制造技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的耐磨材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的耐磨材料，配方包括材料A、材料B和基体金属。

优选的，所述材料A是以AL₂O₃，ZTO，英莱石，ALN，TiC等各种金属氧化物、碳化物、氮化物及金属间化合为材质的颗料状、圆柱状、圆锥状或多边形等陶瓷部件，材料B为含碳大于2.5％，同时加有Cr，V，Ti，W，Nb，Mo，Mn，Si，B，Cu，Ni中三种及三种以上元素铸造而成的耐磨合金，基体金属为Q235、Q345或Q45钢材中的一种。

优选的，所述耐磨合金与基体金属采取不同的工艺方法获得后，进行再次复合，且在新型耐磨材料中彼此存在明确的界面，并保持各自独立的材料特性。

一种新型的耐磨材料的制备方法，包括步骤一，设计耐磨材料的功能及结构；步骤二，制造陶瓷金属复合材料；步骤三，加工基体金属；步骤四，制备耐磨材料；步骤五，耐磨材料热处理；步骤六，成品耐磨材料性能检测；

其中上述步骤一中，按材料的应用工况，设计好材料耐磨层与基体金属层的形状和尺寸；

其中上述步骤二中，对用于增强的陶瓷颗粒或部件进行除油、漂洗和活化等工序处理后，然后进行表面金属化处理，得到材料A，将材料A按步骤一中的设计要求，使用粘接剂和活化剂混合，制造为一定形状和尺寸的预制件，依据设计，按铸造技术要求，制作砂型，将预制件通过胶粘或其它的固定方式，固定于砂型的型腔相应部位中，用感应电炉熔化材料B，获得耐磨合金高温液体，并浇注入上述砂型中，待到冷却后，清除型砂，得到陶瓷金属复合材料；

其中上述步骤三中，按步骤一中的设计，选用相应牌号钢材作为基体金属，并加工至规定型态和尺寸；

其中上述步骤四中，取步骤二中所制备的陶瓷金属复合材料和步骤三中所加工好的基体金属，对两种材料的复合面进行磨削加工和表面处理，将清理加工好的两种材料按设计要求组合好，并于界面处放置Cu、Cu-Si等焊接材料，整体放置于真空炉中，并对工件施于垂直于界面的压力，在优于10^-2Pa的真空气氛下，按一定升温速度，升温至1100-1200℃之间，保温3-5小时，然后炉内冷却至200℃以下，得到复合材料；

其中上述步骤五中，取步骤四中所制备好的复合材料，对表面进行抗氧化脱碳的防护处理，然后在电阻炉中加热升温至950-1050℃，取出复合材料，进行空冷或强制空冷，完成淬火处理，得到成品材料；