耐磨管及其制备方法_4

文档序号:8212981阅读:来源:国知局
层纵向剖面,其厚度为130 μ m,其中TiC的体积分数为55%,其粒径为6 μπι。
[0159]此时,碳化物涂层是由所述准单晶TiC致密陶瓷层3、微米TiC陶瓷层4及TiC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为420 μπι。所述Τ8钢基体为马氏体。准单晶TiC致密陶瓷层的硬度为3100HVa(l5,相对耐磨性是基体的11倍。
[0160]实施例7:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0161]1、先准备一钛板1,其中钛的纯度应控制在99.9%。所述钛板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0162]第一步酸洗,选用60ml/L的磷酸,后流水冲洗;
[0163]第二步酸洗,选用200ml/L的硫酸,后流水冲洗,
[0164]第三步表面打磨,选用1000目Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钛板I的厚度控制在1mm。
[0165]2、按照耐磨管尺寸,制作砂型以及相应的耐磨管砂芯8 ;优选地,用覆膜砂制作砂型和砂芯8。
[0166]3、根据耐磨管的工作受力状况,其主要磨损的部位是耐磨管的内腔表面,据此将石墨纸2固定在耐磨管砂芯8表面,然后在石墨纸2表面固定钛板I,使两者紧密结合。所述石墨纸2为三级以上,纯度99%,厚度为0.15mm。
[0167]4、将中碳钢基体7冶炼为钢液,温度控制在1630°C,所选中碳钢基体7为ZG270。
[0168]5、将上述钢液浇入放置有上述钛板I和石墨纸2的模具内,待钢液冷却凝固后,取出铸件,清砂处理,获得铸态的复合耐磨管,其耐磨管内腔表面为碳钢与钛板I的复合体,而管体6仍为ZG270基体7,优选地,浇注温度控制在1630°C,浇注速度0.7m/s,浇注时间为45秒,一分钟后,在冒口补浇,室温冷却。
[0169]6、将浇铸完得到的耐磨管复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温,升温至1100°C,升温速度控制在7°C /min,保温时间为6h,最后随炉冷却至室温,从而在耐磨管内腔表面形成梯度复合涂层,而耐磨管基体仍为ZG270。所述保护气为氮气,气体流量为8ml/min。
[0170]7、所得的具有梯度复合涂层的耐磨管,被进一步热处理以获得更合适的基体组织,热处理工序为:在220°C以下进行热处理,基体7为马氏体组织。
[0171]所述梯度复合涂层,包括TiC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为40 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为160 μm ;其中TiC的体积分数为90%。
[0172]进一步的,包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3之下的微米TiC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为110 μm,TiC的体积分数为90%,其粒径为11 μπι。
[0173]更进一步的还包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3以及微米TiC陶瓷层4之下的TiC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为120 μ m,其中TiC的体积分数为60%,其粒径为7 μ m。
[0174]此时,所述准单晶TiC致密陶瓷层3、微米TiC陶瓷层4及TiC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为390 μπι。所述ZG270基体为马氏体。准单晶TiC致密陶瓷层3的硬度为31 1HVa%,相对耐磨性是基体的19倍。
[0175]实施例8:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0176]1、先准备一钛板1,其中钛的纯度应控制在99.9%。所述钛板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0177]第一步酸洗,选用60ml/L的磷酸,后流水冲洗;
[0178]第二步酸洗,选用200ml/L的硫酸,后流水冲洗;
[0179]第三步表面打磨,选用1000目Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钛板I的厚度控制在1mm。
[0180]2、按照耐磨管尺寸,制作砂型以及相应的耐磨管砂芯8 ;优选地,用自硬树脂砂制作砂型和砂芯8。
[0181]3、根据耐磨管的工作受力状况,其主要磨损的部位是耐磨管的内腔表面,据此将石墨纸2固定在耐磨管砂芯8表面,然后在石墨纸2表面固定钛板I,使两者紧密结合。所述石墨纸2为三级以上,纯度99 %,厚度为0.3mm。
[0182]4、将中碳钢基体7冶炼为钢液,温度控制在1620°C,所选中碳钢基体7为45钢。
[0183]5、将上述钢液浇入放置有上述钛板I和石墨纸2的模具内,待钢液冷却凝固后,取出铸件,清砂处理,获得铸态的复合耐磨管,其耐磨管内腔表面为碳钢与钛板I的复合体,而管体6仍为45钢基体7,优选地,浇注温度控制在1620°C,浇注速度0.7m/s,浇注时间为45秒,一分钟后,在冒口补浇,室温冷却。
[0184]6、将浇铸完得到的耐磨管复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温,升温至1130°C,升温速度控制在7°C /min,保温时间为6h,最后随炉冷却至室温,从而在耐磨管内腔表面形成梯度复合涂层,而耐磨管基体仍为45钢。所述保护气为氮气,气体流量为6ml/min。
[0185]7、所得的具有梯度复合涂层的耐磨管,被进一步热处理以获得更合适的基体组织,热处理工序为:在600°C左右进行热处理,基体7为珠光体组织。
[0186]所述梯度复合涂层,包括TiC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为45 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为170 μm ;其中TiC的体积分数为90%。
[0187]进一步的,包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3之下的微米TiC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为140 μ m,TiC的体积分数为90 %,其粒径为14 μ m。
[0188]更进一步的还包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3以及微米TiC陶瓷层4之下的TiC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为180 μ m,其中TiC的体积分数为40 %,其粒径为9 μπι。
[0189]此时所述准单晶TiC致密陶瓷层3、微米TiC陶瓷层4及TiC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为490 μπι。所述45钢基体为珠光体。准单晶TiC致密陶瓷3的硬度为3130HVa(l5,相对耐磨性是基体的13倍。
[0190]实施例9:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0191]1、先准备一钛板1,其中钛的纯度应控制在99.9%。所述钛板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0192]第一步酸洗,选用60ml/L的磷酸,后流水冲洗;
[0193]第二步酸洗,选用200ml/L的硫酸,后流水冲洗;
[0194]第三步表面打磨,选用1200目Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钛板I的厚度控制在0.2mm。
[0195]2、按照耐磨管尺寸,制作砂型以及相应的耐磨管砂芯8 ;优选地,用潮模砂制作砂型和砂芯8。
[0196]3、根据耐磨管的工作受力状况,其主要磨损的部位是耐磨管的内腔表面,据此将石墨纸2固定在耐磨管砂芯8表面,然后在石墨纸2表面固定钛板I,使两者紧密结合。所述石墨纸2为三级以上,纯度99 %,厚度为0.2mm。
[0197]4、将中碳钢基体7冶炼为钢液,温度控制在1620°C,所选中碳钢基体7为50钢。
[0198]5、将上述钢液浇入放置有上述钛板I和石墨纸2的模具内,待钢液冷却凝固后,取出铸件,清砂处理,获得铸态的复合耐磨管,其耐磨管内腔表面为碳钢与钛板I的复合体,而管体6仍为50钢基体7,优选地,浇注温度控制在1620°C,浇注速度0.7m/s,浇注时间为40秒,一分钟后,在冒口补浇,室温冷却。
[0199]6、将浇铸完得到的耐磨管复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温,升温至1000°C,升温速度控制在7°C /min,保温时间为4h,最后随炉冷却至室温,从而在耐磨管内腔表面形成梯度复合涂层,而耐磨管基体仍为50钢。所述保护气为氮气,气体流量为6ml/
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[0200]7、所得的具有梯度复合涂层的耐磨管,被进一步热处理以获得更合适的基体组织,热处理工序为:在650°C左右进行热处理,基体7为珠光体组织。
[0201]所述梯度复合涂层,包括TiC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为10 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为70 ym ;其中TiC的体积分数为90%。
[0202]进一步的,包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3之下的微米TiC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为50 μ m,TiC的体积分数为90%,其粒径为5 μ m。
[0203]更进一步的还包括位于上述准单晶TiC致密陶瓷层3以及微米TiC陶瓷层4之下的TiC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为50 μ m,其中TiC的体积分数为80%,其粒径为I ym。
[0204]此时,所述准单晶TiC致密陶瓷层3、微米TiC陶瓷层4及TiC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为170 ym。所述50钢基体为珠光体。准单晶TiC致密陶瓷层3的硬度为3000HVa(l5,相对耐磨性是基体的11倍。
[0205]实施例10:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0206]1、先准备一钛板1,其中钛的纯度应控制在99.8%。所述钛板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0207]第一步酸洗,选用60ml/L的磷酸,后流水冲洗;
[0208]第二步酸洗,选用200ml/L的硫酸,后流水冲洗;
[0209]第三步表面打磨,选用1000目Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钛板I的厚度控制在3mm。
[0210]2、按照耐磨管尺寸,制作砂型以及相应的耐磨管砂芯8 ;优选地,用0)2水玻璃硬化砂制作砂型和砂芯8。
[0211]3、根据耐磨管的工作受力状况,其主要磨损的部位是耐磨管的内腔表面,据此将石墨纸2固定在耐磨管砂芯8表面,然后在石墨纸2表面固定钛板I,使两者紧密结合。所述石墨纸2为三级以上,纯度99%,厚度为0.1mm。
[0212]4、将低碳钢基体7冶炼为钢液,温度控制在1630°C,所选低碳钢基体7为Q255。
[0213]5、将上述钢液浇入放置有上述钛板I和石墨纸2的模具内,待钢液冷却凝固后,取出铸件,清砂处理,获得铸态的复合耐磨管,其耐磨管内腔表面为碳钢与钛板I的复合体,而管体6仍为Q255基体7,优选地,浇注温度控制在1630°C,浇注速度0.7m/s,浇注时间为50秒,一分钟后,在冒口补浇,室温冷却。
[0214]6、将浇铸完得到的耐磨管复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温,升温至1050°C,升温速度控制在7°C /min,保温时间为4h,最后随炉冷却至室温,从而在耐磨管内腔表面形成梯度复合涂层,而耐磨管基体仍为Q255基体。所述保护气为氮气,气体流量为6ml/min。
[0215]7、所得
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