本发明属于球墨铸铁,尤其涉及一种高耐磨球墨铸铁的制备方法。
背景技术:
1、球墨铸铁是铸铁中的石墨呈现球状的一种铸铁,通过球化处理使石墨形成球状,这种球状石墨可使降低应力集中程度,减小对基体的割裂。
2、相关技术中公开了一种耐磨的球墨铸铁,由下列重量百分比的成分组成:碳3%~3.8%、硅1.2%~1.5%、锰3%~6%、钨0.5%~0.8%、钒0.1%~0.5%、硫0.01%~0.02%、镁0.04%~0.08%、铌0.02%~0.08%、钽0.05%~0.1%,其余为铁,即相关技术中通过对球墨铸铁的配方进行调整,从而实现对球磨耐磨性能进行调整,但上述方法需对原料进行把控,若球墨铸铁工件已经制成,则无法对耐磨性能进行调整;在此基础上,相关技术还公开了如下技术方案:将fe2o3粉和铝粉按质量比1∶3的比例均匀混合,形成反应物,将反应物装入球墨铸铁管内,然后将球墨铸铁管固定在旋转设备上,沿着球墨铸铁管中心轴高速旋转,将球墨铸铁管内的反应物点燃反应,反应物发生自蔓延反应,冷却即可。但自蔓延高温合成法制备的耐磨层与基体的结合强度不高,从而会对最终制得的材料的耐磨性能存在不利影响。
3、因此,本发明提供了一种高耐磨球墨铸铁的制备方法,利用该方法制得的球墨铸铁的耐磨性好。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高耐磨球墨铸铁的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
2、具体如下,本发明提供了一种高耐磨球墨铸铁的制备方法,包括以下步骤:
3、将球墨铸铁进行渗铝处理后氧化,制得高耐磨球墨铸铁;
4、所述渗铝处理的温度为850℃~900℃;
5、所述渗铝处理在渗铝剂中进行;
6、所述渗铝剂由以下质量分数的制备原料组成:
7、铝粉15%~18%、石墨2%~5%、铈粉0.5%~1%、氧化锆1.5%~2%、氧化钪0.2%~0.3%和余量为氧化铝。
8、根据本发明制备方法技术方案中的一种技术方案,至少具备如下有益效果:
9、本发明通过对渗铝处理的温度进行控制,从而使铝粉和铈粉均处于熔融状态,有利于使金属铝、金属铈将球墨铸铁充分的浸润;从而实现球墨铸铁的充分渗铝。
10、渗铝剂渗铝完成后,在球墨铸铁表面生产fe-al金属间化合物作为过渡相。经过高温氧化之后,fe-al相表面生产致密的氧化铝,从而实现了对涂层硬度的调控;同时由于上述金属间化合物直接在球墨铸铁表面生成,即涂层与球墨铸铁为冶金结合,结合强度高;从而降低涂层脱落的风险。
11、本发明的渗铝剂中含有石墨、铈粉、氧化锆和氧化钪等;石墨能够和氧气反应,从而降低铝原子和氧气的反应;同时铈原子的加入,可以使晶格发生畸变,畸变产生缺陷和空位,为铝原子的渗透提供通道;同时本发明中还加入氧化钪,钪的原子半径相对较小,有利于降低铈原子导致过多的畸变,反而对最终涂层的致密性产生不利影响,进而影响到涂层的耐磨性能。氧化锆自身的耐磨性能和强度均较高,将其添加中涂层中,有利于进一步提升涂层的耐磨性能。
12、根据本发明的一些实施方式,所述氧化的温度为950℃~1050℃。
13、本发明中通过氧化的温度进行控制,从而实现了涂层的充分氧化,从而在球墨铸铁表面形成致密的氧化物层,从而提升了涂层的耐磨性能。
14、根据本发明的一些实施方式,所述渗铝剂由以下质量分数的制备原料组成:
15、铝粉15%~17%、石墨3%~5%、铈粉0.8%~1%、氧化锆1.8%~2%、氧化钪0.2%~0.3%和余量为氧化铝。
16、根据本发明的一些实施方式,所述渗铝剂由以下质量分数的制备原料组成:
17、铝粉15%~16%、石墨4%~5%、铈粉0.8%~1%、氧化锆1.8%~2%、氧化钪0.2%~0.3%和余量为氧化铝。
18、根据本发明的一些实施方式,所述渗铝处理的时间为2h~5h。
19、根据本发明的一些实施方式,所述氧化的时间为2h~5h。
20、根据本发明的一些实施方式,所述铝粉的目数为300目~400目。
21、根据本发明的一些实施方式,所述铝粉的目数为325目~400目。
22、根据本发明的一些实施方式,所述铈粉的目数为100目~200目。
23、根据本发明的一些实施方式,所述氧化锆的粒径为0.5μm~1μm。
24、根据本发明的一些实施方式,所述氧化锆的粒径为0.5μm~0.8μm。
25、根据本发明的一些实施方式,所述氧化钪的粒径为0.1μm~0.5μm。
26、根据本发明的一些实施方式,所述氧化钪的粒径为0.2μm~0.5μm。
27、根据本发明的一些实施方式,所述氧化铝的目数为300目~400目。
28、根据本发明的一些实施方式,所述氧化铝的目数为325目~400目。
29、本发明中通过对各制备原料的粒径进行控制,从而对各制备原料的反应活性进行控制,从而进一步提升了涂层的耐磨性能。
30、根据本发明的一些实施方式,所述石墨的片径为3μm~6μm。
31、根据本发明的一些实施方式,所述球墨铸铁为qt700-2。
1.一种高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述氧化的温度为950℃~1050℃。
3.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述渗铝处理的时间为2h~5h。
4.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述氧化的时间为2h~5h。
5.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述铝粉的目数为300目~400目。
6.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述铈粉的目数为100目~200目。
7.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述氧化锆的粒径为0.5μm~1μm。
8.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述氧化钪的粒径为0.1μm~0.5μm。
9.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述氧化铝的目数为300目~400目。
10.根据权利要求1所述的高耐磨球墨铸铁的制备方法,其特征在于,所述球墨铸铁为qt700-2。