耐磨管及其制备方法_3

文档序号:8212982阅读:来源:国知局
磨,选用1000目的Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钨板I的厚度控制在1mm。
[0106]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。
[0107]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表面固定钨板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0.35mm。
[0108]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。
[0109]5、将上述钢液浇入放置有钨板I和石墨纸2的砂型,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钨板2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50秒,一分钟后,在冒口补浇,室温冷却。
[0110]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45钢基体。所述保护气为氮气,气体流量为6ml/min。
[0111]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700°C左右进行热处理,基体7为珠光体组织。
[0112]所述梯度复合涂层,包括WC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为35 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为160 μm ;其中WC的体积分数为80%。
[0113]进一步的,包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3之下的微米WC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为170 μ m,WC的体积分数为75%,其粒径为20 μ m。
[0114]更进一步的还包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3以及微米WC陶瓷层4之下的WC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为260 μ m,其中WC的体积分数为50%,其粒径为16 μπι。
[0115]此时所述准单晶WC致密陶瓷层3、微米WC陶瓷层4及WC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为590 μ m,所述45钢基体为珠光体。准单晶相WC致密陶瓷层3的硬度为2200HVa(l5,相对耐磨性是基体的16倍。
[0116]实施例4:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0117]1、先准备一钨板1,其中钨的纯度应控制在99.99%。所述钨板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0118]第一步酸洗,选用60ml/L的磷酸,后流水冲洗;
[0119]第二步酸洗,200ml/L的硫酸,后流水冲洗;
[0120]第三步表面打磨,选用1200目的Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钨板I的厚度控制在2mm。
[0121]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。
[0122]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表面固定钨板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。
[0123]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Q275A。
[0124]5、将上述钢液浇入放置有钨板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钨板I的复合体,而管体6仍为Q275A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。
[0125]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1140°C,升温速度控制在7°C /min,保温时间为8h,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Q275A基体。所述保护气为氮气,气体流量为6ml/min。
[0126]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450°C左右进行热处理,基体为贝氏体组织。
[0127]所述梯度复合涂层,包括WC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180 μm ;其中WC的体积分数为85%。
[0128]进一步的,包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3之下的微米WC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为180 μ m,WC的体积分数为75%,其粒径为30 μ m。
[0129]更进一步的还包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3以及微米WC陶瓷层4之下的WC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为300 μ m,其中WC的体积分数为40%,其粒径为20 μπι。
[0130]此时,所述准单晶WC致密陶瓷层3、微米WC陶瓷层4及WC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为660 μπι。所述Q275A基体为贝氏体。所述准单晶WC致密陶瓷层3的硬度为2400HVa(l5,相对耐磨性是基体的22倍。
[0131]实施例5:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0132]1、先准备一钨板1,其中钨的纯度应控制在99.7%。所述钨板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0133]第一步酸洗,选用300ml/L的盐酸,后流水冲洗;
[0134]第二步酸洗,240ml/L的双氧水,后流水冲洗;
[0135]第三步表面打磨,选用800目的Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钨板I的厚度控制在3mm。
[0136]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。
[0137]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表面固定钨板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0.25mm。
[0138]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。
[0139]5、将上述钢液浇入放置有钨板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钨板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。
[0140]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进行热处理,热处理工艺参数为升温至1000°c,升温速度控制在7°C/min,保温时间为8h,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钢基体。所述保护气为氮气,气体流量为7ml/min。
[0141]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400°C下进行热处理,基体7为贝氏体组织。
[0142]所述梯度复合涂层,包括WC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为25 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为150 μ m ;其中WC的体积分数为85%。
[0143]进一步的,包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3之下的微米WC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为160 μ m,WC的体积分数为75%,其粒径为15 μ m。
[0144]进一步的还包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3以及微米WC陶瓷层4之下的WC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为230 μ m,其中WC的体积分数为75%,其粒径为 9 μ m0
[0145]此时,所述准单晶WC致密陶瓷层3、微米WC陶瓷层4及WC与基体的融合层5由外向内依次呈梯度分布,其总厚度为540 μ m?所述50钢基体为贝氏体。准单晶WC致密陶瓷层3的硬度为2100HVa(l5,相对耐磨性是基体的14倍。
[0146]实施例6:耐磨管的制备方法,包括如下步骤:
[0147]1、先准备一钨板1,其中钨的纯度应控制在99.99%,所述钨板I应该先被加以表面处理,步骤如下:
[0148]第一步酸洗,选用120ml/L的双氧水,后流水冲洗;
[0149]第二步酸洗,240ml/L的双氧水,后流水冲洗;
[0150]第三步表面打磨,选用1200目的Al2O3砂纸,最后用酒精超声清洗。所述钨板I的厚度控制在2mm。
[0151]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。
[0152]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表面固定钨板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0.25mm。
[0153]4、将高碳钢基体7冶炼为钢液,温度控制在1610°C。所选高碳钢基体7为T8钢。
[0154]5、将上述钢液浇入放置有钨板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钨板I的复合体,而管体6仍为T8钢基体7,优选地,浇注温度控制在1610°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。
[0155]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2h,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T8钢基体。所述保护气为氮气,气体流量为8ml/min。
[0156]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,基体为马氏体组织。
[0157]所述梯度复合涂层,包括WC致密陶瓷层3,为准单晶相,其粒径为20 μ m ;沿涂层纵向剖面,其厚度为60 ym ;其中WC的体积分数为85%。
[0158]进一步的,包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3之下的微米WC陶瓷层4,沿涂层纵向剖面,其厚度为80 μ m,WC的体积分数为80%,其粒径为10 μ m。
[0159]更进一步的还包括位于上述准单晶WC致密陶瓷层3以及微米WC陶瓷层4之下的WC与基体的融合层5,沿涂层纵向剖面,其厚度为70 μ m,其中WC的体积分
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