[发明专利]一种金属陶瓷粉末冶金材料及制作金属陶瓷导卫的方法

说明书

本发明提供了一种金属陶瓷粉末冶金材料及制作金属陶瓷导卫的方法，该金属陶瓷粉末冶金材料包括以下质量分数的化学成分：TiC：60%～85%，W：0～5%，Co：5%～12%，Cr：2%～8%，Ni：3%～5%，Fe：5%～15%，Re：0.10%～0.86%。本发明通过优化粉末冶金的配比，提高了导卫的耐磨性能；利用球磨方法制备粉末，并采用粉末冶金的方法，制备导卫成品，其耐磨性、抗氧化性和抗热裂纹性能均更加优异。

技术领域

本发明属于金属陶瓷制品制造技术领域，特别涉及一种金属陶瓷粉末冶金材料及制作金属陶瓷导卫的方法。

背景技术

高速线材轧机具有轧制的高速度、产品的高质量、设备的高效率等特点，为产品的高产量和产品规格的大范围提供了保证条件。因此，一出现即引起线材领域的革命性变化，在中国的线材生产领域也随之崛起强劲的旋风。从1986年底我国建设了第一条高速线材轧机开始，到2003年高速线材生产线已达产73条，中国已成为拥有高速线材生产线最多、产量最高的国家。

近年来，线材产线采用短应力线轧机，走“高速、无扭、无张力”发展之路，研发无头轧制和低温轧制技术。线棒材产线产品规格也更加多样化、小尺寸产品需求不断增多、力学性能不断提高，这就要求工器具的力学性能也随之不断提高。且高速线材产线实现全线低温出炉、低温控轧，所获得产品的微观组织、屈服强度与韧性同时提高。线材轧制工况逐渐恶劣，对转向导卫的力学性能提出了新的要求，原材质的出口导卫力学性能无法满足低温轧制的需要，因耐磨性不足、更换次数过多成为进一步提高产能的瓶颈。这就要求出口导卫的强韧性和耐磨性进一步提高；因此，亟待开发具有耐磨性高、车削量小、单次上机使用寿命长等优点的新材质出口导卫。

经专利自检索，涉及高速线材出口导卫使用的材质有复合材料、冷作模具钢、铸造合金等，使用金属陶瓷材质的专利不多。专利文献CN95110580.9公开一种含碳纤维的陶瓷材料作为轧制导卫板工作面的复合导卫板，该陶瓷材料采用复合层结构，上层为工作层，下层为焊接层，用黄铜将压制的陶瓷块纤焊在导卫板的铜材或铸钢材基体上。该复合导卫板具有热导率高，减磨性好，抗热冲击韧性高，可焊性好等优点，其使用寿命可达到高铬镍材质的十倍以上，价格为高铬镍合金导卫板的60％。专利文献CN200910081430.X公开一种高硼铸造合金导卫及其热处理方法，通过熔炼、铸造、油冷淬火，回火处理等步骤，制备强度和硬度高，韧性、耐磨性好，成本低的高硼铸造合金导卫。专利文献CN200510086688.0公开一种自增韧氮化硅陶瓷导卫辊及其制备方法，使用寿命是耐热钢导卫辊的7-8倍，能极大提高高速线材轧机的工作效率。专利文献CN200610020923.9公开一种TiC-WC基合金导卫辊及阀芯、阀座类制品，具有质量轻、孔隙度低、强度及硬度高，高温耐磨、耐腐蚀性及抗氧化性强，热稳定性好等特点。专利文献CN200410010349.X公开一种双金属复合导卫板及其制作方法，由基体和耐磨层构成，其基体采用韧性好的中碳钢或低合金钢制作；耐磨层采用高钒高速钢材料制作，因此芯部整体韧性，不易断裂，导卫工作层具有高硬度、高耐磨性。专利文献CN200310104870.5公开一种粉末冶金轧钢导卫辊及其制造方法，通过材质优化设计和粉末冶金液相烧结技术，获得了性能优良的轧钢导卫辊；粉末冶金导卫辊可以连续使用3-5个班次。专利文献CN00136717.X公开一种复合合金材料导卫板及其制作方法，导卫板的工作面部分制作以冶金结合的合金材料层面，合金层可以是铬钼钒合金系列，也可以是铬钨合金系列，还可以是硼铬钒合金系列，合金层亦可铸包少量的Cr₃C₂、Al₂O₃、WC等高硬度金属颗粒，合金层的厚度可根据使用要求和铸件的厚度来确定。专利文献CN98121315.4公开一种粉末冶金法生产的高速钢件，通过复合添加W、Mo、V、Co等元素，获得高硬度和高耐磨性的组合，尤其是高温下具有高硬度和高耐磨性。专利文献CN90103207.7公开一种低合金高速钢，降低了合金元素，提高Si和增加N元素，提高了高速钢的二次硬化性能，从而降低了生产成本，提高了高速钢的各项性能。