[发明专利]铁基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种铁基复合材料的制备方法，所述铁基复合材料的增强相为由Nb、V和C原子原位合成的碳化物固溶体(Nb,V)C，以质量百分数计，所述铁基复合材料含有2.75%～6.60%的Nb和1.50%～3.6%的V和适量的C，所述C的含量至少能保证使所述Nb和所述V均完全生成碳化物，其余固溶于铁基体中的C的含量不超过0.5%，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

步骤一、根据所述碳化物固溶体(Nb,V)C增强相的组成，计算并称取所需要加入的铌铁合金、钒铁合金、石墨增碳剂和铁基体原料；

步骤二、将石墨增碳剂加入到中频感应电炉，再将铁基体原料压在石墨增碳剂上通电熔化；

待炉料全部熔清后，先加入铝脱氧，静置片刻并扒渣；然后在钢液处于电磁搅拌的状态下加入粒度为1～5mm的铌铁合金、钒铁合金，所述铝的加入量为未加铌铁合金、钒铁合金前钢液总质量的0.1～0.15%；

加入后用造渣剂覆盖液面，将温度升到1520～1560℃，并保温5～8min；

然后将温度升到1600～1650℃，加入稀土硅铁合金进行变质处理或加入铝进行终脱氧，所述稀土硅铁合金的加入量为铌铁合金、钒铁合金加入后钢液总质量的0.2%～0.4%；所述铝在终脱氧时的加入量为铌铁、钒铁合金加入后钢液总质量的0.08～0.10%；

然后扒渣出炉浇注；制得铁基复合材料铸件；

步骤三、对步骤二制得的铁基复合材料铸件进行热处理，其热处理工艺为将铁基复合材料铸件加热至900～950℃并保温1.5～2h后，出炉自然冷却。

2.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述稀土硅铁合金为FeSiRE26。

3.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：以质量百分数计，所述铁基复合材料用于生成碳化物的C为0.75%～1.8%。

4.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁基复合材料中Nb与V的原子数比范围为0.6：1～1：0.6。

5.如权利要求4所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁基复合材料中Nb与V的原子数比为1：1。

6.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁基复合材料的碳化物固溶体(Nb,V)C增强相的体积百分数为5～12%。

7.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁基体原料为低碳钢、铸造生铁、工业纯铁、低合金钢的一种或多种混合。

8.如权利要求1所述的铁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述石墨增碳剂的加入量以至少保证其与Nb、V完全反应生成NbC、VC，且包含一定烧损量在内，所述增碳剂的烧损量以5%-10%计。