[发明专利]耐磨性涂料和提高金属铸件表面耐磨性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及提高金属表面耐磨性的技术，特别涉及一种耐磨性涂料和提高金属铸件表面耐磨性的方法。

背景技术

铸件与日常生活有密切关系，尤其是在农业机械中的应用。农机具作业装置在工作过程中常会与沙土直接接触，沙土中常含有硬质颗粒的石块和沙粒。农机具作业装置在这样的环境中服役，受到强烈的磨粒磨损，当土壤酸碱度较强时，对农机具作业装置表面的腐蚀性也很严重，而且还会诱发腐蚀—磨损联合作用，缩短农机具作业装置的使用寿命。农机具作业装置表面受到的冲刷、腐蚀、磨损、腐蚀作用以及磨损与腐蚀的相互作用，是一个复杂多变而且环境依赖性强的动态过程，因而对农机具作业装置的性能要求高。

由于使用灰白口铸铁、不锈钢等材料在这种复合磨损工况下难以满足要求或者成本较高，因而通常采用提高农机具作业装置的表面耐磨性的方法。目前，为了提高农机具作业装置的表面耐磨性，通常是在农机具作业装置铸造成型后，再加一道合金热处理工序进行强化，如利用化学热处理方法(表面渗碳、表面渗氮等)对其进行二次强化。这样一来导致了农机具制造工艺的复杂度，另外有些大型农机具对其进行二次强化工艺保证上不方便。此外，也有采用在农机具表面涂覆涂料的方式来提高农机具的表面耐磨性，然而受限于涂料的耐磨性能，导致该方式的效果不尽如人意。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了提高金属铸件表面的耐磨性以及简化工艺，本发明提供了一种耐磨性涂料：该耐磨性涂料的各组分按照下列重量配比均匀混合而成：B₄C：65～75份；NaF：15～20份；SiC：8～10份；脱氧剂：2～3份。

在上述耐磨性涂料的优先实施方式中，该耐磨性涂料的各组分按照下列重量配比均匀混合而成：B₄C：70～75份；NaF：18～20份；SiC：8～10份；脱氧剂：2～3份。

在上述耐磨性涂料的优先实施方式中，该耐磨性涂料的各组分按照下列重量配比均匀混合而成：B₄C：68～72份；NaF：15～18份；SiC：8～9份；脱氧剂：2～3份。

在上述耐磨性涂料的优先实施方式中，该耐磨性涂料中，各组分的重量配比为：B₄C：70份；NaF：20份；SiC：8份；脱氧剂：2份。

在上述耐磨性涂料的优先实施方式中，该耐磨性涂料中，各组分的重量配比为：B₄C：71份；NaF：17份；SiC：8.5份；脱氧剂：2.5份。

在上述耐磨性涂料的优先实施方式中，所述脱氧剂为Ce(NO₃)₃·6H₂O。

另一方面，本发明还提供了一种提高金属铸件表面耐磨性的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：配制包含粘结剂和上述的耐磨性涂料的涂料溶液；将所述涂料溶液涂覆于用于形成所述金属铸件铸模的型腔内壁；使浇铸温度保持在1450℃～1550℃之间，将所述金属铸件的基体金属液浇铸到铸模的型腔内。

在上述方法的优选实施方式中，所述粘结剂的制备步骤包括：按照每2g聚乙烯醇与100ml水的比例进行混合，得到聚乙烯醇水溶液；将所述聚乙烯醇水溶液加热至沸腾后，保温30min，搅拌均匀，得到所述粘结剂。

在上述方法的优选实施方式中，配制包含粘结剂和上述耐磨性涂料的涂料溶液的步骤进一步包括：

按照每100g所述涂料与100ml的所述粘结剂的比例进行混合，搅拌均匀，得到所述涂料溶液。

在上述方法的优选实施方式中，所述的“将熔化后的基体金属液浇铸到铸模的型腔内”的步骤之后形成的金属铸件用于农机具的作业机构。

通过本发明的技术方案，使得金属铸件的表面或特定部位(比如经常与土壤接触的部位)形成硬质相合金化合物(强化层组织)，从而提高其表面耐磨性和耐腐蚀性。此外，本发明能够在铸造的同时，一次性完成其表面的合金强化过程，不仅简化了工艺，而且使强化层相对基体材料的耐磨性约为2-3倍,相对基体材料耐酸腐蚀性约为5倍。

附图说明

图1是本发明的提高金属铸件表面耐磨性的方法流程图；

图2是使用本发明的方法得到的强化层组织(显微镜下观察)的结构图；

图3是使用本发明的方法得到的强化层组织与基体材料的耐磨性的试验结果对比图；

图4是使用本发明的方法得到的强化层组织与基体材料的耐腐蚀性的试验结果对比图。

具体实施方式