[实用新型]一种耐磨陶瓷复合层的金属材料

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属材料，尤其涉及一种耐磨陶瓷复合层的金属材料。

背景技术

目前，立磨是一种理想的大型粉磨设备，广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行业，集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，生产效率高，可将块状、颗粒状及粉状原料磨成所要求的粉状物料。但是，立磨上的磨辊不管使用什么样的合金金属材料，由于使用环境恶劣，磨损严重，因此使用寿命都很短，大概在5000小时左右(半年多一点)，这样极大的影响立磨产出，30多吨重的磨辊在更换合金瓦片时，不仅周期长，工序复杂，从而加大了企业的生产成本，从而还影响到企业的正常生产。同样，在其他工业领域，以及航空航天、军工领域，在使用合金金属时，也会存在这样的问题，急需研制一种耐磨新型材料来代替原有的合金金属材料。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题存在的不足，提供一种工艺简单、具有良好耐磨性、耐腐蚀、抗冲压、柔韧性好、使用寿命长、节能环保的耐磨陶瓷复合层的金属材料。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，将氧化铝粉高温熔融成液体，然后高压压铸到有网格凹陷、并涂抹了一层含金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物的合金金属上，从而制备出这种耐磨陶瓷复合层的金属材料。因此，这种耐磨陶瓷复合层的金属材料，是以合金金属材料为基质，合金金属材料工作面为网格凹陷状，凹陷的深度为0.1-55mm，在网格凹陷状的工作面形成了一层金属硅和碳化硅复合层，金属硅和碳化硅复合层厚度为5-6cm，在金属硅和碳化硅复合层上形成了一层氧化铝陶瓷层，氧化铝陶瓷层厚度为10-15cm。

本实用新型的制备方法为：步骤一、把合金金属工作面用铸造或机械加工制成网格凹陷状，凹陷的深度为0.1-55mm，在合金金属网格凹陷工作面均匀涂抹一层金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物；

步骤二、把氧化铝粉在高温2200-2400℃熔化成液体，直接浇在有网格凹陷、并涂抹了一层含金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物的合金金属的工作面上，进行高压压铸，在合金金属的表面上形成了一层致密的氧化铝陶瓷层，，从而得到这种耐磨陶瓷金属材料。

其中步骤一把合金金属工作面用铸造或机械加工制成网格凹陷状，凹陷的深度为0.1-55mm，不仅是为了金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物更容易附着在工作面，而且与熔融的氧化铝高压压铸更紧密。

其中步骤一在合金金属网格凹陷工作面均匀涂抹一层金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物，是应用“原位碳化硅晶须自结合”的理念，当步骤二熔融的氧化铝浇在涂抹一层金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物的合金金属的工作面上，在熔融氧化铝的高温下，金属硅微粉和碳粉“原位”反应生成碳化硅晶须，在金属硅颗粒间存在一些相互联通的气孔，利于原位碳化硅晶须在这些气孔中生长，与颗粒紧密结合在一起。从实验样品的显微结构分析显示，网络交叉的碳化硅晶须在颗粒中弥散分布，所形成的金属硅和碳化硅复合层使最终材料的耐磨性、抗气氛侵蚀、抗热震等性能得到提高。

其中步骤二把氧化铝粉在高温2200-2400℃熔化成液体，直接浇在有网格凹陷、并涂抹一层金属硅颗粒、金属硅微粉和碳粉混合物的合金金属的工作面上，进行高压压铸，在合金金属的工作面上形成了一层致密的氧化铝陶瓷层，这种致密氧化铝陶瓷层耐磨、抗冲击性、耐腐蚀和耐高温。

本实用新型把合金金属和陶瓷进行了完美地结合，在金属材料的网格凹陷上形成了一层金属硅和碳化硅复合层，在金属硅和碳化硅复合层上又形成了一层氧化铝陶瓷层，本实用新型不仅具有陶瓷的良好的抗磨、抗冲击性、耐腐蚀和耐高温，同时也克服了陶瓷柔韧性不好的缺点，而且保持了合金金属的良好特性。

这种耐磨陶瓷金属材料的耐磨性能指标为：0.19cm³(时间15分钟，介质0.5-1mm金刚砂，速度120m/s，喷砂口径8mm，距离230mm，角度90°)；硬度为85-90肖氏D，抗压强度为90.0-95.0Mpa。

这种耐磨陶瓷金属材料用于立磨上的磨辊上，使用时间能达到2年左右不更换，并可以广泛使用在航空航天、军工和工业等领域。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图所示，这种耐磨陶瓷复合层的金属材料在合金金属材料1的工作面2为网格凹陷状，凹陷的深度为0.1-55mm，在为网格凹陷状的工作面2形成了一层金属硅和碳化硅复合层3，金属硅和碳化硅复合层3厚度为5-6cm，在金属硅和碳化硅复合层3上形成了一层氧化铝陶瓷层4，氧化铝陶瓷层4的厚度为10-15cm。