[发明专利]一种硬金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及金属复合材料技术领域，尤其涉及一种硬金属材料。

背景技术

在制造用于采矿和矿物加工业应用中的部件时利用耐磨金属合金，诸如高铬白口铁。例如，在将开采的矿石从矿厂位置运输到矿物加工厂的自卸卡车的底座上形成硬面合金。在另一实例中，耐磨合金铸件用于形成将悬浮于水中的矿石颗粒浆输送经过矿石加工厂的浮选回路中的加工阶段。

对上述每个实例中的耐磨合金的断裂韧性和耐腐蚀性的要求是不同的，而因此，所述耐磨合金组成是不同的。

现有技术中合金通过多种高熔点的碳化物或高熔点合金制成高硬度合金，并且，合金的延展性难以保证。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种硬金属材料。

本发明提出的一种硬金属材料，其为碳化钨合金；

还包括设置在外表面的上铁基合金层，下铁基合金层；所述的铁基合金层包括高铬白铁、奥氏体锰钢、超耐热合金、不锈钢和硬面堆焊；

还包括设置在上铁合金层与硬质合金层之间的碳化金属层，所述的碳化金属层与硬质合金层高温熔融，贴合；其中，所述的碳化金属层为碳化铌和碳化钛各具有约2500的维氏硬度；

还包括设置在上铁基合金层与碳化金属层之间的第一轻质金属材料层，及设置在下铁基合金层与硬质合金层之间的第二轻质金属材料层；轻质金属材料层为铝镁合金。

两个铁基合金层的厚度为2-3mm，轻质金属材料层的厚度为0.5-0.8mm，硬质金属层为2.5-3.5mm，碳化层的厚度为1-2mm。

进一步地，制作过程为：

步骤1、将硬质合金与碳化金属按照上述金属层厚度的重量混合置于3400℃-3600的高温下的适当气体气氛中，高温熔融1-2h；反应气体成分易于与元素形成反应产物，其中的金属元素可以存在于合金成分中；

步骤2、将铝镁合金高温加热至1000-1100℃，将加热的铝镁合金置于上述步骤1中形成的混合物的外表，保持温度1000-1100℃，时间30-40分钟；

步骤3，分别将铁基合金粉末置于上述步骤2中的铝镁合金表面，250-300MPa高压挤压，铁基合金与铝镁合金完全融合，升温至1200-1400℃，保温1-2h；280-300MPa高压挤压。

技术相比本发明中有益效果：本发明一种硬金属材料，采用低熔点的铝镁合金置于高熔点的碳化钨合金、铁基合金层之间，起到粘结剂的作用，无论是奥氏体还是碳化钨合金均通过与铝镁合金的结合，整体硬度高于奥氏体钢，也高于碳化钨合金。

本发明的硬质合金硬度比单一合金的硬度均高，并且，由于本发明融合了镁铝合金，还具有散热性较好、抗压性较强和超高的硬度等特点。

附图说明

图1为本发明提出的双金属复合材料的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

本发明实施例包括硬质金属层3，其为碳化钨合金；

还包括设置在外表面的上铁基合金层1，下铁基合金层4；所述的铁基合金层包括高铬白铁、奥氏体锰钢、超耐热合金、不锈钢和硬面堆焊；

还包括设置在上铁合金层1与硬质合金层3之间的碳化金属层2，所述的碳化金属层2与硬质合金层3高温熔融，贴合；其中，所述的碳化金属层2为碳化铌和碳化钛各具有约2500的维氏硬(HV)，其超过碳化铬硬度约1000HV。因此，具有含10-40wt％碳化铌颗粒和/或碳化铌/钛颗粒的微结构的硬金属材料具有优良的耐磨性。

还包括设置在上铁基合金层1与碳化金属层2之间的第一轻质金属材料层12，及设置在下铁基合金层4与硬质合金层3之间的第二轻质金属材料层34；在本实施例中，轻质金属材料层为铝镁合金。

在本发明实施例中，两个铁基合金层的厚度为2-3mm，轻质金属材料层的厚度为0.5-0.8mm，硬质金属层为2.5-3.5mm，碳化层的厚度为1-2mm。

本发明实施例在制作上述硬质金属材料时，采用的基本过程为：

步骤1、将硬质合金与碳化金属按照上述金属层厚度的重量混合置于3400℃-3600的高温下的适当气体气氛中，高温熔融1-2h；反应气体成分易于与元素形成反应产物，其中的金属元素可以存在于合金成分中；

步骤2、将铝镁合金高温加热至1000-1100℃，将加热的铝镁合金置于上述步骤1中形成的混合物的外表，保持温度1000-1100℃，时间30-40分钟；