一種復(fù)合硬面材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硬面材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合硬面材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬面技術(shù)是一種金屬表面強(qiáng)化技術(shù)，包括:熱噴涂、噴焊、堆焊等。硬面技術(shù)的實(shí)質(zhì)在于利用復(fù)合材料制備金屬機(jī)械零部件，使金屬機(jī)械零部件具有較好的耐磨性能、耐腐蝕性能、耐高溫性能。通過硬面技術(shù)制備的產(chǎn)品種類繁多，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、航空航天、汽車、通用機(jī)械、能源、石化、紡織、造紙等行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有硬面技術(shù)中，硬面材料可以為鐵基、鎳基或碳化鎢材料，這種硬面材料能滿足一般機(jī)械零部件表面耐磨耐蝕及抗沖擊性能的要求。但是，對(duì)于一些極端惡劣的工況條件或是一些需要超高耐磨耐腐等性能的零部件而言，如TC軸承、鉆探工具、穩(wěn)定器等，這些零件往往在高沖蝕、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等液體介質(zhì)中工作，極易受到侵蝕與磨損，上述硬面材料無(wú)法滿足其使用要求。
[0004]復(fù)合硬面材料具有較高的耐磨耐腐蝕性能，能夠滿足更高條件的使用要求，制備復(fù)合硬面材料的方法有燒結(jié)和噴焊兩種方式。然而，燒結(jié)方式制備得到的復(fù)合硬面材料的基體由于燒結(jié)溫度較高而使其硬度降低，容易使產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生變形，影響各零部件之間的配合使用；噴焊方式制備得到的復(fù)合硬面材料，由于是半冶金結(jié)合，導(dǎo)致硬面層和基體的結(jié)合不夠牢固，產(chǎn)品使用過程中容易出現(xiàn)硬面層的脫落，而且噴焊制備的材料中存在2%?5%的微孔，這會(huì)大大降低硬面層的耐磨損性能。因此，目前急需一種耐磨損性能好的復(fù)合硬面材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合硬面材料及其制備方法，本發(fā)明提供的方法制備得到的復(fù)合硬面材料具有較好的耐磨損性能。
[0006]本發(fā)明提供了一種復(fù)合硬面材料的制備方法，包括:
[0007]將多個(gè)硬質(zhì)合金片分散固定在金屬基體表面；
[0008]采用焊料將所述硬質(zhì)合金片和金屬基體進(jìn)行堆焊，得到復(fù)合硬面材料；
[0009]所述焊料包括鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉。
[0010]優(yōu)選的，將多個(gè)硬質(zhì)合金片點(diǎn)焊分散固定在金屬基體的表面。
[0011]優(yōu)選的，將多個(gè)硬質(zhì)合金片點(diǎn)焊分散固定在金屬基體表面的方法包括以下步驟:
[0012](1)、在金屬基體表面放置金屬絲網(wǎng)；
[0013](2)、在所述金屬絲網(wǎng)表面排布多個(gè)焊料片；
[0014](3)、在每個(gè)所述焊料片表面放置硬質(zhì)合金片；
[0015](4)、將所述硬質(zhì)合金片和金屬基體進(jìn)行點(diǎn)焊，使多個(gè)硬質(zhì)合金片分散固定在金屬基體表面，所述點(diǎn)焊的電流為700A?1000A。
[0016]優(yōu)選的，在所述金屬絲網(wǎng)表面排布多個(gè)焊料片的方法為:
[0017]在金屬絲網(wǎng)表面放置模具，所述模具上具有多個(gè)與金屬絲網(wǎng)表面連通的孔洞；
[0018]在每個(gè)孔洞中放置焊料片，使多個(gè)焊料片排布在金屬絲網(wǎng)表面。
[0019]優(yōu)選的，所述鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉的質(zhì)量比為(30?55):(45?70): (0.2 ?0.5)。
[0020]優(yōu)選的，所述堆焊的方法為等離子堆焊。
[0021]優(yōu)選的，所述堆焊過程中的焊接電流為75A?85A，焊接電壓為26V?30V。
[0022]優(yōu)選的，所述堆焊過程中的離子氣流量為1.3L/min?1.5L/min，送粉速率為40g/min ?50g/mino
[0023]優(yōu)選的，將硬質(zhì)合金片和金屬基體進(jìn)行堆焊后，還包括:
[0024]將得到的堆焊產(chǎn)品進(jìn)行磨削加工，得到復(fù)合硬面材料，所述磨削加工的方法為采用樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪進(jìn)行磨削加工。
[0025]本發(fā)明提供的復(fù)合硬面材料的制備方法，在金屬基體表面分散排布多個(gè)硬質(zhì)合金片，能夠使得到的復(fù)合硬面材料具有較好的耐磨損性能；而且本發(fā)明在制備復(fù)合硬面材料過程中采用的焊料包括鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉，鎳基合金粉能夠增加流動(dòng)性以及防腐蝕性能，碳化鎢顆粒能夠提高硬度，氮化硼粉能夠有效減小摩擦系數(shù)，這種焊料的流動(dòng)性好、硬度高，可焊性好，采用這種焊料制備復(fù)合硬面材料能夠進(jìn)一步提高本發(fā)明制備得到的復(fù)合硬面材料的耐磨損性能。
[0026]本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述的方法制備得到的復(fù)合硬面材料，包括:
[0027]金屬基體；
[0028]通過焊料堆焊在金屬基體表面的多個(gè)分散排布的硬質(zhì)合金片，所述焊料包括鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉。
[0029]本發(fā)明提供的復(fù)合硬面材料為上述技術(shù)方案所述的方法制備得到的復(fù)合硬面材料，這種復(fù)合硬面材料表面分散排布有多個(gè)硬質(zhì)合金片，而且焊料中含有鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉，硬質(zhì)合金片和焊料形成的硬面層使其具有較好的耐磨損性能。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的矩形硬質(zhì)合金片排布方式的示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的圓形硬質(zhì)合金片排布方式的示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的正六邊形硬質(zhì)合金片排布方式的示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1提供的方法制備得到的復(fù)合硬面材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的復(fù)合硬面材料的金相圖；
[0036]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2提供的方法制備得到的復(fù)合硬面材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7為本發(fā)明實(shí)施例3提供的方法制備得到的復(fù)合硬面材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]本發(fā)明提供了一種復(fù)合硬面材料的制備方法，包括:
[0040]將多個(gè)硬質(zhì)合金片分散固定在金屬基體表面；
[0041]采用焊料將所述硬質(zhì)合金片和金屬基體進(jìn)行堆焊，得到復(fù)合硬面材料；
[0042]所述焊料包括鎳基合金粉、碳化鎢顆粒和氮化硼粉。
[0043]本發(fā)明將多個(gè)硬質(zhì)合金片分散固定在金屬基體表面。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將多個(gè)硬質(zhì)合金片采用點(diǎn)焊的方法分散固定在金屬基體表面。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將多個(gè)硬質(zhì)合金片點(diǎn)焊分散固定在金屬基體表面的方法包括以下步驟:
[0044](1)、在金屬基體表面放置金屬絲網(wǎng)；
[0045](2)、在所述金屬絲網(wǎng)表面排布多個(gè)焊料片；
[0046](3)、在每個(gè)所述焊料片表面放置硬質(zhì)合金片；
[0047](4)、將所述硬質(zhì)合金片和金屬基體進(jìn)行點(diǎn)焊，使多個(gè)硬質(zhì)合金片分散固定在金屬基體表面，所述點(diǎn)焊的電流為700A?1000A。
[0048]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬基體可以為鋼材基體。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鋼材基體可以為合金鋼，也可以為碳素鋼，如中碳鋼或低碳鋼。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鋼材基體可以為42CrMo。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬基體的表面可以為圓面、平面和斜面中的一種或幾種的組合面，如外圓、內(nèi)孔、平面、斜角面。本發(fā)明對(duì)所述金屬基體的形狀和尺寸沒有特殊的限制，滿足實(shí)際使用要求即可。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鋼材基體的形狀可以為筒狀。
[0049]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬絲網(wǎng)為鋼絲網(wǎng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬絲網(wǎng)的孔徑為0.5mm?1.5mm ;在其他的實(shí)施例中，所述金屬絲網(wǎng)的孔徑為0.8mm?1.2mm ;在另外的實(shí)施例中，所述金屬絲網(wǎng)的孔徑為1mm。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬絲網(wǎng)的