專利名稱：高壽命采掘元件耐磨材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種主要用于農(nóng)業(yè)、礦山、國(guó)防等工程機(jī)械中采掘元件的耐磨材料以及該材料的制造方法。
農(nóng)業(yè)、礦山、國(guó)防等工程機(jī)械中，切土、采煤等采掘元件大多以高錳鋼類、白口鑄鐵類、陶瓷類及堆焊硬質(zhì)合金類材料制成，這些材料耐磨性及耐沖擊韌性較差，使用壽命短，不能滿足高效率、高速度及大負(fù)荷機(jī)械作業(yè)的要求。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種耐磨、耐沖擊、韌性強(qiáng)的采掘元件材料及該材料的制造方法，以滿足切土、采煤等采掘作業(yè)的需要。
本發(fā)明的耐磨材料由母材、過(guò)渡層和耐磨層組成，其中母材為一般鋼材，過(guò)渡層為Cr、B、Si、Ni組成的合金，各組分含量為(重量百分含量)Cr14%，B2.0%，Si3.5%Ni余量。耐磨層是Wc和粘結(jié)金屬的融熔物，其中Wc含量為50～55%。粘結(jié)金屬中含Cr14%、B3.5%、Si4%、Cu24%、Ni余量。
本發(fā)明耐磨材料采用氧乙炔噴焊工藝制成，其制造方法是，將50-100目的Wc粉末按50-55%的重量百分含量與粘結(jié)金屬粉末相混合待用，該粘結(jié)金屬是上海有色金屬焊接材料廠生產(chǎn)的粉109產(chǎn)品(有市售)，其組分重量百分含量是Cr14%，B3.5%，Si4%，Cu24%，Ni余量。先在母材表面噴焊一層含Cr14%，B2.0%、Si3.5%，Ni余量的合金粉，該合金粉是上海有色金屬焊接材料廠出品的“粉106”產(chǎn)品(有市售)。然后將上述Wc和粘結(jié)金屬混合粉末噴焊在過(guò)渡層表面構(gòu)成耐磨層。
本發(fā)明耐磨材料表面層所含的Wc具有極好的抗磨阻磨性能，粘結(jié)金屬具有良好的韌性和耐磨性，由于耐磨層特有的組織結(jié)構(gòu)和表面特征，在切土或采煤過(guò)程中使之吸附一層土、砂等物質(zhì)，形成自身的保護(hù)層，大大提高了元件的使用壽命，本耐磨材料的耐沖擊韌性主要由母材承擔(dān)，過(guò)渡層起增強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度和過(guò)渡緩沖作用。
下面結(jié)合


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1表示本發(fā)明耐磨材料采用氧-乙炔焰噴焊工藝的設(shè)備及制造工藝示意圖。
圖2表示本發(fā)明耐磨材料結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施例中，母材采用45＃鋼，將50-100目的Wc粉末與“109”粘結(jié)金屬以1∶1重量比稱重并充分混合待用，開(kāi)啟氧氣瓶1及乙炔氣瓶2的閥門(mén)點(diǎn)燃噴槍3，對(duì)母材工件4預(yù)熱至200℃～300℃，噴槍漏斗5中裝入“粉106”合金粉，在氧-乙炔氣流作用下噴撒和重熔同時(shí)進(jìn)行，“粉106”即被噴焊在工件表面，噴焊厚度約1～1.5mm，形成過(guò)渡層。再用同樣方法，將混合好的Wc與粘結(jié)金屬混合粉末加入漏斗，在過(guò)渡層表面噴焊-層耐磨層，厚度約2～2.5mm，自然冷卻即成。
耐磨材料的結(jié)構(gòu)如圖2，6為耐磨層，7為過(guò)渡層，8為母材。
下表為本發(fā)明耐磨材料與其它幾種材料分別在ML-10型磨料磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行磨損試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。
磨料180＃剛玉水砂紙(上海砂輪廠);
磨程9.4m;
圓盤(pán)轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分;
試樣尺寸5×5.3×32mm;
由表可見(jiàn)在同樣載荷及相同試驗(yàn)條件下，本發(fā)明材料試驗(yàn)結(jié)果失重遠(yuǎn)小于其它各種材料，即磨損量最小，與耐磨性較好的高鉻鑄鐵相比，本發(fā)明耐磨材料的耐磨性能是其12.5～27.2倍。
權(quán)利要求
1.高壽命采掘元件耐磨材料，以一般鋼材為母材，其特征是該材料的母材表面覆合有過(guò)渡層及耐磨層，其過(guò)渡層為Cr、B、Si、Ni組成的合金，其中各組份的重量百分含量為Cr14%，B2.0%，Si3.5%，Ni為余量，耐磨層是Wc和粘結(jié)金屬的融熔物，該層含Wc50～55%(重量)，粘結(jié)金屬含Cr14%，B3.5%，Si4%，Cu24%，Ni余量(重量百分比，粘結(jié)金屬總量為100%)。
2.如權(quán)利要求1所述的高壽命采掘元件耐磨材料的制造方法，其特征是將50-100目的Wc粉末按50～55%的重量百分比與粘結(jié)金屬“粉109”粉末充分混合待用，先在母材表面用氧-乙炔焰噴焊一層“粉106”合金粉為過(guò)渡層，噴焊厚度為1～1.5mm，再在該過(guò)渡層表面噴鍍上述混合好的Wc與粘結(jié)金屬的混合物為耐磨層，該層噴焊厚度為2～2.5mm。
全文摘要
本耐磨材料用于農(nóng)業(yè)、礦山、國(guó)防等工程機(jī)械中采掘元件的加工，本材料以一般鋼材為母材，表面噴焊一層過(guò)渡層和一層耐磨層，過(guò)渡層含Cr、B、Si、Ni組份，耐磨層為Wc和粘接金屬的融熔物，其中Wc含量50～50％，粘結(jié)金屬含Cr、B、Si、Cu、Ni組分。用本材料制成的元件用于切土、采煤等作業(yè)時(shí)其表面吸附一層土、砂等物形成自身的保護(hù)層，有極好的耐磨性能和耐沖擊韌性，與現(xiàn)有的采掘元件材料相比，其耐磨性能提高12.5～27.7倍，大大延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)E02F9/28GK1054809SQ91106940
公開(kāi)日1991年9月25日 申請(qǐng)日期1991年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月2日
發(fā)明者王耀華, 畢學(xué)工, 譚業(yè)發(fā) 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍工程兵工程學(xué)院