一种高硬度涂层磨段

摘要

本发明公开了一种高硬度涂层磨段，包括圆柱型合金基质和涂层，基质的组分按重量百分比包括：碳：1.7-1.9％，铬：16-18％，稀土元素：2.4-2.6％，钙：1.3-1.6％，锰：1.2-1.3％，钨：1.3-1.6％，硅：0.6-0.8％，钛：1.5-1.6％，余量为铁和杂质；对基质进行阶梯升降温回火处理和表面预处理后，在基质表面等离子喷涂纯镍结合层和Al₂O₃/TiO₂陶瓷层得到高硬度涂层磨段，Al₂O₃和TiO₂的质量比为80-85：15-20。本发明硬度高达75HRC以上，耐磨性能好，冲击韧性可达9J/cm²，可防止磨段破碎，还耐热耐腐蚀，可在多种环境下使用，尤其适用于湿磨法使用环境。

主权项

一种高硬度涂层磨段，其特征在于，按照如下步骤制得：S1、熔炼：将废钢、铬锭、稀土合金、生石灰、生铁、锰锭、钨钢放入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于4％，氩气流速为15‑20L/min,关闭炉门后将感应炉温度升至2700‑2800℃进行保温，保温时间为0.7‑1.2h，打开炉门加入钛锭、粒径为55‑60μm的碳粉和粒径为30‑50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2900‑3000℃保温3‑4h，保温过程中抽真空维持负压为0.3‑0.4kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，感应炉中剩余液体为基质合金液；S2、检测：检测基质合金液的组分含量，各元素按重量百分比包括：碳：1.7‑1.9％，铬：16‑18％，稀土元素：2.4‑2.6％，钙：1.3‑1.6％，锰：1.2‑1.3％，钨：1.3‑1.6％，硅：0.6‑0.8％，钛：1.5‑1.6％，硫：0.02‑0.05％，磷：0.01‑0.03％，余量为铁和不可避免的杂质；S3、浇注：将基质合金液出炉向模具中进行浇注，浇注温度为2500‑2600℃，冷却至240‑280℃得到圆柱型合金基质A；S4、热处理：将圆柱型合金基质A放入电炉内加热，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流量为10‑15L/min，一次升温至500‑550℃，保温2‑3h，二次升温至620‑660℃，保温2‑3h，三次升温至740‑790℃，保温2‑3h，四次升温至830‑880℃，保温2‑3h，五次升温至920‑960℃，保温2‑3h，六次升温至1000‑1030℃，保温2‑3h，七次升温至1100‑1125℃，保温2‑3h后，取出置于含有缓冷剂的油液中，再进行回火至600‑700℃，保温1‑2h后取风冷，继续回火至450‑500℃，保温3‑4h后油冷，接着回火至280‑330℃，保温5‑6h后出炉冷却得到圆柱型合金基质B；S5、预处理：将圆柱型合金基质B在室温下浸入水中3‑4min，取出干燥后浸入丙酮中并用超声清洗机进行清洗，清洗时间为15‑20min，清洗温度为55‑65℃，再次取出干燥后在室温下浸入乙醚中16‑20min，然后取出置于真空室中进行干燥，再用喷砂机对表面进行粗化处理得到圆柱型合金基质C，其中圆柱型合金基质C的粗糙度为1‑3μm；S6、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在圆柱型合金基质C表面喷涂一层厚度为90‑95μm的纯镍结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为190‑195μm陶瓷层得到高硬度涂层磨段，其中纯镍结合层的原料为粒径50‑60μm的镍粉，陶瓷层的原料为粒径65‑75μm的Al₂O₃和TiO₂混合粉料，Al₂O₃和TiO₂的质量比为80‑85：15‑20，等离子喷涂系统的参数如下：电流550‑600A，电压为50V，氩气的流量为50‑52L/min，氢气的流量为25‑26L/min，原料送粉率为1.6‑1.8kg/h。