[发明专利]一种抗高温磨蚀合金钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制备方法，特别涉及一种抗高温磨蚀合金钢及其制备方法，属于合金钢技术领域。

背景技术

高温磨损和腐蚀，是一种极其复杂的磨蚀工况，对材料性能要求高，不仅要有良好的抗高温腐蚀性能，还要有良好的抗高温磨损性能，目前应用最成功的当属钴基合金。钴是一种价格昂贵的战略物质，用做抗高温磨蚀材料，价格高，推广应用困难。而且抗高温磨蚀材料大量使用钴基合金，造成了钴金属的巨大浪费，因此开发新型抗高温磨蚀材料，具有非常重要的意义。

为了提高材料的抗高温磨蚀性能，中国发明专利CN102952986A公开了一种耐腐蚀耐高温轴承材料，其包括原料组分及其重量百分比如下：碳化钛60-70%、碳化钒3-10%、碳化铬3-5%、镍10-20%及钼5-20%。该发明耐腐蚀耐高温轴承材料，采用碳化钛、碳化钒、碳化铬、镍及钼制成，具有硬度高、不易变形、耐磨蚀性强、耐高温、耐腐蚀等特点，适用于高温磨蚀环境。中国发明专利CN85100649还公开了超高温耐磨铸造镍基合金，该合金具有在高温(≥1200℃)下保持高温耐磨性和抗氧化性的特点，适用于制造轧钢厂高温加热炉部件，尤其是超高温磨损部件。优先选用的合金成分(重量)是：铬30-35%、钨10-15%、硅0.5-0.8%、锰0.4-0.8%、稀土0.1-0.2%或钙0.05-0.08%、碳0.40-0.50%、铁5%以下、镍46-52%，其它为杂质。中国发明专利CN101509133还公开了一种利用等离子弧技术制备二硼化锆涂层的方法，按照步骤先将原位反应的粉末混合均匀，然后利用等离子弧技术将混合均匀的粉末熔敷在金属表面，以形成二硼化锆的涂层，并可以通过改变工艺参数和分布熔敷的方法提高涂层的厚度(达到毫米和厘米级)，同时等离子技术为涂层和基体材料之间提供了较强的冶金结合力，克服现有技术中制备的涂层厚度过薄和结合力较弱的不足。该发明的技术方案可以用来制备抗高温磨损、高温磨蚀、抗热辐射、高温导电零件或在各种金属材料表面制备涂层，也可用该技术制备各种关键设施的屏蔽涂层。中国发明专利CN102978499A还公开了一种NiAl合金化粘结相的抗高温磨损硬质合金，硬质相为WC和/TiC，粘结相为NiAl合金化的Co和/Fe，体积百分比为10～40%；制备包括：按Ni-50at.%Al的成分比例，把0.03～21.04wt%镍粉和铝粉，与碳化物粉末混合均匀；置于石墨容器中铺平，非氧化性气氛下，升温加热至660～1300℃，保温，然后自然冷却，获得碳化物与NiAl的混合物；碾磨、破碎、过筛，获得混合粉末；400±50℃的氢气氛下脱氧预处理；将45.77-96.34wt%的混合粉末，与余量的Co和/Fe粉末湿磨；湿磨混合料喷雾干燥、压制；压坯1350～1550℃低压液相烧结获得抗高温磨损硬质合金。中国发明专利CN1928155还公开了一种合金镀液和与之配套的处理技术工艺，生产出耐高温腐蚀、耐高温磨损性能的低成本、低耗能、价值高的抽油泵，其目的是在抽油泵生产制造、修复领域把高成本、高耗能最大限度的降下来。具体实施：将氯化镍、氨基乙酸、胺基硼烷、氟化石墨、硼酸、糖精钠、铅离子等按比例称重量，放入带搅拌器的容器内进行搅拌，待全部溶解后便可使用。需镀时将镀液加温40～60℃，根据所需厚度确定施镀时间。其中的材料为，纯净水∶氯化镍∶氨基乙酸∶胺基硼烷∶氟化石墨∶硼酸∶糖精钠∶铅离子∶氨水∶氢氧化钠＝90∶3∶2.5∶0.45∶0.6∶3∶0.3∶0.003∶0.35∶0.15。中国发明专利CN1562884还公开了一种在高温条件下使用的抗冲击耐高温磨损Fe-Sialon复相材料及其制备方法，该发明利用工业级Si-Fe合金粉体、Al₂O₃微粉和混合稀土氧化物细粉为主要原料，在高温1100℃～1600℃和氮气气氛的条件下，反应生成一种Fe-Sialon复相材料，该复相材料中含不连续金属塑性相(Fe)能够促进Sialon基复相材料的烧结并对材料具有很好的增韧增塑作用，使得制备的Fe-Sialon复相材料具有很好的抗冲击耐高温磨损能力。该方法是制备高性能耐高温磨损、抗冲击新型陶瓷复相材料的理想技术。中国发明专利CN102517532A还公开了一种热喷涂用耐熔锌腐蚀的涂层材料及该涂层材料的制备方法，包括以η相碳化钨为硬质相代替高温下容易分解的WC，以Fe₃Al为粘结相代替Co，采用热喷涂的方法在热镀锌沉没辊或热镀锌沉没辊的轴套表面制备η相碳化钨-Fe₃Al涂层，制得目标产品。该发明采用硬质相η相碳化钨能有效地阻止锌原子向合金内部的扩散，起到耐熔融锌液腐蚀作用，η相碳化钨耐高温，不易分解，起到很好的高温耐磨作用；粘结相Fe₃Al可以与Zn形成耐锌液腐蚀的Fe-Al-Zn三元相，耐熔融锌腐蚀性能优于烧结WC-Co涂层。中国发明专利CN101886239A还公开了高温耐磨防腐蚀热喷涂合金丝，其特征在于：包括以下组分重量百分比为：Ni≥38％，Cr≥24％，W＞2.7％，Mo＞3.6％，不大于0.2％的稀土，余量为铜。该发明具有如下优点和效果：金相更均匀，更细化，提高了润湿性，延展率、焊接性能；该产品对线材、变压器有很好的焊接性能，更容易与基材(固材)产生良好亲和力，焊点亮，饱满。中国发明专利CN1394977还公开了一种高温耐磨耐腐蚀Cr-Ni-Si金属硅化物合金材料，该合金材料主要由Cr、Ni、Si三种金属元素组成，其Ni的重量百分比为30～53、Cr的重量百分比为42～65、Si的重量百分比为3.6～10；该合金材料的主要组织组成相是：(a)Cr13Ni5Si2金属硅化物固溶体+镍基固溶体；(b)Cr13Ni5Si2金属硅化物固溶体+Cr3Si金属硅化物固溶体；(c)Cr3Si金属硅化物固溶体+Cr13Ni5Si2金属硅化物固溶体+镍基固溶体。该合金材料可广泛应用于电力、能源、石油、化工、有色金属冶金、钢铁冶金等工业中大量存在的、在高温氧化及腐蚀等环境下承受摩擦磨损作用的机械运动副零部件。