一种碳化钨合金块体的感应加热合成方法
【专利摘要】发明了一种应用于钢铁构件耐磨强化的碳化钨合金块体的感应加热合成方法，其生产流程是：钨粉和碳粉按一定比例配制成合金粉末，混合均匀并压制成坯体，镍块切割成适当大小→放入耐火材料制成的型腔中，下部放钨粉和碳粉混合后压制的坯体，上部放镍块→在中频或高频感应炉中对坯体和镍块加热，熔化均匀后停止加热，熔体上部加盖保温材料使之在耐火材料型腔中缓慢冷却。该合金块体底部原位生成了弥散的碳化钨颗粒，同时上部基本为纯镍。在合金块体焊接到钢铁构件表面时，纯镍可以提供良好的焊接性能和优良的韧性，而弥散分布的碳化钨颗粒使合金块体的磨粒磨损性能提高。
【专利说明】
一种碳化钨合金块体的感应加热合成方法
技术领域
[0001]本发明属于镍基碳化钨感应加热原位合成制备技术领域，主要应用于金属耐磨材料，尤其是金属材料的耐磨料磨损超厚耐磨材料层强化修复方面。
【背景技术】
[0002]目前应用于大型工程机械钢铁构件的耐磨修复强化技术，主要应用的为硬质合金柱镶焊技术，即先将Co结WC硬质合金，铜钎焊到低碳钢或中碳低合金钢的上表面中心的盲孔中，再用镶焊机的导电夹头将该钢柱的上部外圆夹持住，把钢柱的下表面大电流瞬间对焊到钢铁构件需要修复耐磨强化的部位，当一定数量的钢柱在磨损面上排列镶焊完成后，就形成了一个超厚耐磨材料层。这种方法弥补了以往通用的耐磨堆焊或者熔覆耐磨层厚度和耐磨性的不足，将矿山机械耐磨损寿命提高到一个新水平。但是该方法仍然存在下列缺陷:1、耐磨柱体前期制作工序多，工艺流程长；2、Co结WC硬质合金制备工艺复杂，流程长，成本高；3、低碳钢或中碳低合金钢柱体耐磨性差，快速磨损后导致中心的硬质合金柱脱落，造成寿命低，浪费大；
[0003]为了解决以上缺陷，有必要发明一种短流程、低成本、制作工序简单、整体耐磨性能稳定的耐磨合金块体制备方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，为解决常规耐磨合金柱生产流程长、成本高、工艺复杂等方面的缺陷，同时能充分利用碳化钨的高耐磨性能，提出一种利用纯钨、碳、镍等元素，采用感应加热原位合成碳化钨耐磨合金块体的方法。
[0005]本发明的生产流程是:钨粉和碳粉按一定比例配制成合金粉末，混合均匀并压制成坯体，镍块切割成适当大小一放入耐火材料制成的型腔中，下部放钨粉和碳粉混合后压制的坯体，上部放镍块一在中高频感应炉中对坯体和镍块加热，熔化均匀后停止加热，熔体上部加盖保温材料使之在耐火材料型腔中缓慢冷却。
【附图说明】
[0006]图1是钨粉和碳粉坯体以及镍块在耐火材料型腔中的剖面示意图。
[0007]I一耐火材料型腔，2一妈粉和碳粉压制成的还体，3一银块。
[0008]图2是合成的碳化钨合金块体剖面的宏观照片。
【具体实施方式】
[0009]结合图1、图2再对本发明的实施方式和效果作进一步说明。
[0010](I)、按比例配制合金粉末并切割镍块，其混合比例按重量百分数为:钨粉45?75%，碳粉3?5%，镍块20?52%。
[0011](2)、钨粉和碳粉经球磨混合均匀后在压力机上压制成圆柱状，钨粉和碳粉压制成的合金柱放置在耐火材料型腔的底部，镍块放置在钨、碳合金坯体的上部。
[0012](3)、将耐火材料型腔放置在中频或高频感应炉的感应线圈中，在一定功率下加热，将镍块熔化，并将钨、碳合金坯体浸润充分，形成致密的合金块体。钨、碳在镍熔体中通过原位反应得到碳化钨颗粒，纯镍作为粘结相提供合金块体优良的强韧性，并提供良好的焊接性能。
[0013]本发明的积极效果是:镍对碳的结合力很弱，由于密度差异，原位合成的均匀弥散的碳化钨颗粒主要集中在中下部，而上部主要由较纯的镍组成，将纯镍一端焊接到金属基体时可以有良好的焊接性能，而焊接后合金柱的顶端由于整体都分布有弥散均匀的碳化物颗粒，提高了合金块体整体的耐磨性；底部基本由纯镍组成，耐冲击性能大大提高。
【主权项】
1.一种碳化钨耐磨合金块体的感应加热制备方法，其生产流程是:钨粉和碳粉按一定比例配制成合金粉末，混合均匀并压制成坯体，镍块切割成适当大小一放入耐火材料制成的型腔中，下部放钨粉和碳粉混合后压制的坯体，上部放镍块一在中频或高频感应炉中对坯体和镍块加热，熔化均匀后停止加热，熔体上部加盖保温材料使之在耐火材料型腔中缓慢冷却。2.如权利要求1所述的方法，其中配制原材料的混合比例按重量百分数为:钨粉45?75%，碳粉3?5%，镍块20?52%。
【文档编号】C22C29/08GK105821275SQ201510003189
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月4日
【发明人】王淑峰, 谷明霞, 迟静, 姬强, 李惠琪, 李敏, 赵健, 李建楠, 白咸峰
【申请人】山东科技大学