[发明专利]一种铁基金属陶瓷复合导辊及其烧结、焊接一体化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷复合导辊，尤其涉及一种铁基金属陶瓷复合导辊及其烧结、焊接一体化工艺。

背景技术

钨是一种稀有金属，广泛应用于枪械制造、切削金属的刀片、钻头、超硬模具、拉丝模等等，钨的用途十分广泛，涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。钴不仅是制造合金钢的重要金属，而且是各种高级颜料的重要原料。由于钨和钴资源的限制，许多西方国家重点发展以TiC陶瓷为增强相，镍和镍合金为粘结相的无钨钴硬质合金，并得到了批量生产。95％的贫钨国家都逐渐使用TiC－Ni系金属陶瓷来替代钨钴硬质合金。用资源更为丰富，价格更低廉的铁和铁合金作为粘合相的金属陶瓷则是未来研究的发展方向。这对于象我国这样镍资源并不丰富的国家，开发铁基金属陶瓷的意义就更大。用铁基粘合相代替镍基粘合相， 大大降低了铁基金属陶瓷的制备成本。其制备成本只有镍基金属陶瓷的一半。为金属陶瓷的大规模商业推广奠定了坚实的基础。高速导辊由于其工作条件恶劣，同时承受强烈的高速高温磨损、水淋激冷激热、冲击及复杂应力的综合作用，是高速线材轧钢生产线上消耗量很大的易损配件。目前，国内高线使用的高铬铸铁导辊基本上使用寿命为一个班次。频繁更换导辊不仅直接增加生产成本，同时，致使高速线材轧钢生产线频繁停产，严重降低高速线材轧机的生产效率，造成很大经济损失。因此，导辊使用寿命是制约高速线材生产线生产效率和生产成本的关键因素之一。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种铁基金属陶瓷复合导辊及其烧结、焊接一体化工艺。该技术方案中首次提出了在导辊外侧敷设压制铁基陶瓷陶瓷成份梯度混合粉和内侧镶一环状钢块，这一复合体通过真空烧结，铁基陶瓷陶瓷混合粉烧结成金属陶瓷， 在烧结过程中钢同金属陶瓷焊接成一体。这一新工艺不但节省价值高的陶瓷金属复合粉的用量，也解决了金属陶瓷难以焊接的难题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种铁基金属陶瓷复合导辊，所述复合导辊从外到内依次是高陶瓷层、环状钢块，所述高陶瓷层的具体配方为，30wt％—70wt％的400目TiC粉，Fe粉为35wt％—60wt％，Mo粉为1wt％—3wt％，Ni粉为2wt％—5wt％，Cr粉为6wt％—8wt％。

作为本发明的一种改进，所述复合导辊从外到内依次是高陶瓷层、环状钢块，所述高陶瓷层的具体配方为，30wt％—50wt％的400目TiC粉，Fe粉为39wt％—57wt％，Mo粉为1wt％—2wt％，Ni粉为3wt％—4wt％，Cr粉为7wt％—8wt％。

作为本发明的一种改进，所述Fe粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉粒度均为190—210目。

一种铁基金属陶瓷复合导辊，所述复合导辊从外到内依次是高陶瓷层、高金属层、环状钢块，所述高陶瓷层的具体配方为，30wt％—70wt％的400目TiC粉，Fe粉为35wt％—60wt％，Mo粉为1wt％—3wt％，Ni粉为2wt％—5wt％，Cr粉为6wt％—8wt％；高金属层也称为过渡层，高金属层的具体配方为15wt％—25wt％的400目TiC粉，Fe粉为60wt％—75wt％，Mo粉为1wt％—2wt％，Ni粉为3wt％—5wt％，Cr粉为6wt％—9wt％。 所述中间过渡层可以设置为一层、两层或者多层，采用多层，材料过渡阶段的成分梯度可以更加和缓，热应力也可以降的更低，该层根据实际需要来设置，工业生产中，为了提高效率，降低成本，一般设置为一层。

作为本发明的一种改进，所述复合导辊从外到内依次是高陶瓷层、高金属层、金属层，所述高陶瓷层的具体配方为，30wt％—50wt％的400目TiC粉，Fe粉为39wt％—57wt％，Mo粉为1wt％—2wt％，Ni粉为3wt％—4wt％，Cr粉为7wt％—8wt％；过渡层为高金属层，具体配方为16wt％—23wt％的400目TiC粉，Fe粉为62wt％—72wt％，Mo粉为1wt％—2wt％，Ni粉为3wt％—4wt％，Cr粉为7wt％—8wt％。

作为本发明的一种改进，所述Fe粉、Mo粉、Ni粉、Cr粉粒度均为190—210目，所述高金属层设置为一层或者多层。所述中间过渡层可以设置为一层、两层或者多层，采用多层，材料过渡阶段的成分梯度可以更加和缓，热应力也可以降的更低，该层根据实际需要来设置，工业生产中，为了提高效率，降低成本，一般设置为一层。