[发明专利]一种晶界韧化高硬度铁基耐磨材料及其制备方法

权利要求书

1.一种晶界韧化高硬度铁基耐磨材料，其特征在于，为Fe-C-M-j合金系材料，包括Fe、C、碳化物形成元素M、碳活度调控元素j，所述碳化物形成元素M为Cr、Mo、W、V、Ti和Nb，所述碳活度调控元素j为Ni、Co、Si、Cu、Al和B。

2.如权利要求1所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料，其特征在于，所述碳活度调控元素j为Ni、Co、Si、Cu、Al和B中的三种以上。

3.如权利要求1所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料，其特征在于，所述Fe-C-M-j合金系材料中各组分的重量百分比含量依次为：0.50％～2.00％的C，2.00％～8.00％的Ni，2.00％～8.00％的Co，0.50％～2.50％的Si，1.00％～3.00％的Cu，0.50％～2.00％的Al，0.70％～1.50％的B，碳化物形成元素Cr、Mo、W、V、Ti和Nb的总重量百分比为7.0％～20.0％，Fe为余量。

4.如权利要求3所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料，其特征在于，所述Fe-C-M-j合金系材料中所述各组分的重量百分比含量依次为：1.80％的C，3.50％的Ni，5.5％的Co，0.90％的Si，1.0％的Al，1.30％的B，7.00％的Cr，2.00％的Mo，1.50％的W，1.20％的V，0.60％的Ti，0.50％的Nb，Fe为余量。

5.如权利要求1所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述方法为激光熔覆、等离子堆焊、电弧堆焊和快速凝固的铸造方法中的一种。

6.如权利要求5所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆包括以下步骤：

步骤一、按照重量百分比含量称取以下组分：0.50％～2.00％的C粉末，2.00％～8.00％的Ni粉末，2.00％～8.00％的Co粉末，0.50％～2.50％的Si粉末，1.00％～3.00％的Cu粉末，0.50％～2.00％的Al粉末，0.70％～1.50％的B粉末，碳化物形成元素Cr、Mo、W、V、Ti和Nb的总重量百分比为7.0％～20.0％，Fe粉末为余量，混合得混合粉末，经过机械球磨得到铁基合金粉末；

步骤二、以激光为热源，将所述铁基合金粉末熔覆在42CrMo钢基体上，形成所述铁基耐磨材料。

7.如权利要求6所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤一中的所述铁基合金粉末还可通过以下方法得到：

按照步骤一中的所述重量百分比含量称取金属材料轧碎成小料，在冶炼炉中冶炼成液体，以氮气为雾化介质进行雾化，在无氧或低氧环境下冷却至室温，然后进行粉末筛分。

8.如权利要求6所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤一中采用所述Ni粉末、所述Co粉末、所述Si粉末、所述Cu粉末、所述Al粉末和所述B粉末中的三种以上。

9.如权利要求6所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述C粉末，所述Ni粉末，所述Co粉末，所述Si粉末，所述Cu粉末，所述Al粉末，所述B粉末和所述Fe粉末的粒度均为150～300目。

10.如权利要求6所述的晶界韧化高硬度铁基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述激光为YAG固体激光，CO₂气体激光，半导体激光或光纤激光中的一种。