[发明专利]一种高强度高耐磨的双头螺柱及其制备工艺

权利要求书

1.一种高强度高耐磨的双头螺柱，其特征在于，是由双头螺柱基体和激光熔覆于双头螺柱基体表面的耐磨涂层组成；

以质量百分比为计，所述双头螺柱基体的化学成分为：C0.03-0.07％、Mn1.3-1.7％、Si0.12-0.18％、Cr17-19％、Ti0.08-0.11％、Ni8.4-10.5％、Cu0.5-0.9％、Al0.8-1.5％、N0.08-0.12％、Mo0.2-0.5％、Zr0.11-0.16％、Ca0.18-0.25％、Nb0.01-0.03％，Als0.01-0.014％，其余为Fe及不可避免的杂质；

所述耐磨涂层为TiC-B-Ni-Cr合金材料。

2.根据权利要求1所述的高强度高耐磨的双头螺柱，其特征在于，所述TiC-B-Ni-Cr合金材料的制备方法为：将质量比为1：(0.3-0.5)：(0.1-0.15)：(0.05-0.08)的TiC粉末、B粉末、Ni粉末和Cr粉末置于球磨机中进行球磨，球磨速率为460-520r/min，球磨时间为12-18h，球料比为12：1，即得。

3.根据权利要求1所述的高强度高耐磨的双头螺柱，其特征在于，所述Cr、Ni和Mo在双头螺柱基体化学成分的质量百分比中的满足条件为：26％＜Cr+Ni+Mo≤29.5％。

4.根据权利要求1所述的高强度高耐磨的双头螺柱，其特征在于，所述所述Al、Cu、Zr、Ti和Mn在双头螺柱基体化学成分的质量百分比中的满足条件为：1.55％≤Al+Cu＜Zr+Ti+Mn≤1.95％。

5.如权利要求1-4任一项所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.配料：按质量百分比的双头螺柱基体的化学成分称取原料；

S2.熔炼：将上述称取的原料加入到熔炼炉中熔化，保温30-40min，清除表面浮渣，得熔炼液；将烘烤后的孕育剂置于钢水包底部，用包内充入法对熔炼液进行孕育处理，除渣，将处理后的熔炼液在真空环境下进行在线除氢，过滤，浇铸得到双头螺柱坯体；

S3.将得到的双头螺柱坯体进行酸洗处理，然后进行热处理，车削，磨床，滚丝，得到双头螺柱基体；

S4.将TiC-B-Ni-Cr合金材料的金属粉末与乙醇以20：1的质量比混合，搅拌至粘稠状后，涂覆于双头螺柱基体的外表面，于120℃下干燥2h，然后预热至400-460℃，进行激光熔覆，清除表面残渣，得到所需的双头螺柱。

6.根据权利要求5所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，熔炼温度为1520-1580℃，浇铸温度为1480±10℃。

7.根据权利要求5所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述孕育剂是由以下质量百分比的原料组成：Si25-32％、Al0.2-0.4％、Y3.4-5.6％、Ba2.8-3.7％、Mn0.5-0.9％，余量为铁及不可避免的杂质；所述孕育剂的加入量为所述双头螺柱基体原料总量的0.15-0.22％。

8.根据权利要求5所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述热处理依次包括淬火处理和回火处理，将酸洗后的双头螺柱坯体加热到300-350℃后保温30-40min，然后加热至850-900℃后保温15-20min,之后淬入220-300℃的油中并保温10-15min，取出，室温冷却；然后再放入回火炉中进行回火处理，回火处理温度为400-450℃，保温时间为1-2h，空冷至室温。

9.根据权利要求5所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述酸洗过程为：将双头螺柱坯体依次放入浓度为20％、22％的盐酸槽中各5min，然后使用喷流式水冲洗。

10.根据权利要求5所述的高强度高耐磨的双头螺柱的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为1500W，扫描速度为4mm/s，光斑直径为5mm，搭接率为40％，离焦量为30mm，送粉量为40g/min；激光熔覆过程中选用氩气为保护气体，气体流量15L/min。