[发明专利]一种碳素钢复合材料以及其制备方法

说明书

本发明涉及碳素钢复合材料技术领域，尤其是一种碳素钢复合材料以及其制备方法，碳素钢复合材料以钢带卷作为基材，基材的上、下两面均设有复合碳化钨‑钴卷板，复合碳化钨‑钴卷板的重量比为：碳化钨‑钴合金30％‑50％，钢49.5％‑69.5％，以及不大于0.5％不可避免的杂质，所述的碳素钢复合材料制备方法包括冷轧、退火、平整、质量检查等步骤。提供的碳素钢复合材料相比现有技术中的碳素钢材料硬度高、耐磨性能好，节约钨和钴等材料；本发明所提出的碳素钢复合材料可广泛应用对于硬度高、耐磨性能要求高的领域，如航空航天、机械仪表、精密轴承等；本发明所提出的方法工艺简单，使用的均为现有设备，无需进一步研发新设备，成本低，且无特殊制备条件。

技术领域

本发明涉及碳素钢复合材料技术领域，尤其涉及一种碳素钢复合材料以及其制备方法。

背景技术

碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80％左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。目前所称的碳素钢是指含碳量小于2.11％的钢制品，碳素钢除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05％-1.35％。而碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。

目前碳化钨-钴复合材料的性能研究广泛且具有很多实质的应用市场，碳化钨-钴复合材料具有良好的耐磨抗腐蚀性能，被管饭引用于航空航天、石油化工和造纸等工业的相关领域。由于它可以用来修复使用过程中损坏的设备零部件和生产高摩擦抗腐蚀性零部件。因此，碳化钨-钴复合材料的使用可以节约大量价格昂贵的材料和加工费用。碳化钨-钴复合材料中硬碳化钨颗粒是主要的耐磨成分，具有能跟金刚石媲美的硬度，而钴金属提供所需的韧性。所以如何将碳素钢及钨-钴复合材料合理搭配研发出一种新型的碳素钢复合材料以增强现有技术中碳素钢材料的硬度、耐磨性是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中碳素钢材料硬度和摩擦性能有待进一步提高的问题，提供一种碳素钢复合材料以及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

设计一种碳素钢复合材料，以钢带卷作为基材，基材的上、下两面均设有复合碳化钨-钴卷板，复合碳化钨-钴卷板的重量比为：碳化钨-钴合金30％-50％，钢49.5％-69.5％，以及不大于0.5％不可避免的杂质。

较为优选的，所述的钢带卷为热轧或冷轧碳素钢钢带卷，采用Q235AF或Q255AF碳素钢。

较为优选的，所述钢带卷厚度为2.0-10.0mm，宽度100-2000mm。

较为优选的，所述复合碳化钨-钴卷板厚度为1.0-5.0mm，宽度为100-2000mm。

较为优选的，其特征在于，所述的钢带卷厚度与复合碳化钨-钴卷板宽度相同。

较为优选的，所述碳化钨-钴合金颗粒的粒度为250-590μm,590-840μm或840-1400μm。

设计一种碳素钢复合材料的制备方法，包括如下步骤：