[发明专利]一种陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头，其特征在于，包括金属基体和棒状复合材料，金属基体内包裹多根均匀分布的棒状复合材料；

所述的金属基体的材质为高锰钢、高铬铸铁和碳钢中的一种或两种组合；

所述的棒状复合材料的制备方法包括如下步骤：

步骤（1），将陶瓷颗粒、合金粉末和增塑剂一起混合均匀后填充到空心柱型模具中，于300~500Mpa压力下压制15~60min后成型，得到粉体棒；

步骤（2），将经步骤（1）压制成型得到的粉体棒置于真空管式炉，先于110℃下脱脂，完全脱脂后，分阶段升温至1110~1150℃后，保温烧结2.0~3.5h，得到棒状复合材料；

所述陶瓷颗粒为WC、TiC、Al₂O₃、ZrO₂和SiC中的一种或几种按任意比例混合后得到的混合物；

所述的合金粉末为铬铁粉、铁粉和锰铁粉中的一种或几种混合物；

所述的陶瓷颗粒、合金粉末的质量比为1:1-10；增塑剂添加质量含量为陶瓷颗粒和合金粉末总质量的1%~2%；

所述的分阶段升温的升温程序为：110-600℃时，每分钟6℃；600-800℃内，每分钟4℃，800-1150℃内，每分钟2℃；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯和石蜡中的一种或两种的组合；

所述的混合在球墨机中进行，混合时间为30~120min。

2.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头，其特征在于，脱脂时间为2h。

3.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头，其特征在于，所述的陶瓷颗粒的颗粒粒径为目。

4.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头，其特征在于，所述的棒状复合材料径为2~6mm，长度为10mm~50mm；棒状复合材料呈圆锥形布设，耙齿齿头为圆锥形。

5.根据权利要求1所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头，其特征在于，所述的压制时间为30min。

6.权利要求1-5任意一项所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，将烧结制备成型棒状复合材料经抛光后，均匀安插砂型底座中间并固定于砂型中；

步骤b，采用电磁熔炼浇铸，先用钢液浇铸预热浇道，砂型升温预热，当砂型温度达最高时浇铸型腔，完成镶铸复合步骤；

所述的钢液为高锰钢液、高铬铸铁液和碳钢液中的一种或两种组合。

7.根据权利要求6所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头的制备方法，其特征在于，所述砂型的型腔容积为所有棒状复合材料体积的9~20倍。

8.根据权利要求6所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头的制备方法，其特征在于，先用钢液浇铸预热浇道时，预热浇道宽度范围10~30mm；浇铸型腔时；浇铸型腔时，钢液温度范围1470~1650℃。

9.根据权利要求6所述的陶瓷颗粒多尺度增强金属基复合耐磨耙齿齿头的制备方法，其特征在于，冒口上端直径为浇道直径的1.5~2.5倍。