一種金剛石磨料及其在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于耐磨涂層制作領(lǐng)域，特別涉及一種金剛石磨料及其在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用。所述磨料由Ni-Cr-B-Si合金粉、增強相、金剛石混合制成。采用本發(fā)明方法獲得的斗齒涂層既有Ni-Cr-B-Si涂層本身的耐磨性，又由于含有一定量的金剛石、增強相，具有較高的硬度和耐磨性，使斗齒的壽命大幅延長。此外，本發(fā)明方法還可以用于修復(fù)損壞的斗齒。
【專利說明】一種金剛石磨料及其在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于耐磨涂層制作領(lǐng)域，特別涉及一種金剛石磨料及其在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]挖掘機斗齒是挖掘機上的重要易耗部件，類似于人的牙齒，是由齒座和齒尖組成的組合斗齒，二者常采用銷軸連接。由于斗齒常用于挖鏟巖石、砂石等硬脆材料，因此磨損速度較快，磨損失效部分多是齒尖，因此只要更換齒尖即可。
[0004]根據(jù)挖掘機斗齒使用的環(huán)境分類，挖掘機斗齒可分為巖石齒、土方齒、錐形齒等。斗齒通常采用低合金耐磨鋼，低合金耐磨鋼通過其增強相提高硬度和耐磨性，但在挖掘巖石、礦石等時，其耐磨性較低，常常需要更換，導致挖掘過程施工效率降低，成本上升。另外，低合金耐磨鋼制造、熱處理成本較高，在失效后需要整體更換，綜合成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種金剛石磨料，并將其在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中進行應(yīng)用，以解決目前挖掘機斗齒耐磨性較低需經(jīng)常更換的問題。
[0006]為解決上述技 術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種金剛石磨料，所述磨料由N1-Cr-B-Si合金粉、增強相、金剛石混合制成，三者的重量百分比例依次為:70~90%:5~25%:5~10%。
[0007]其中，所述N1-Cr-B-Si合金粉的質(zhì)量百分組成為:C為0.6-1.2%，Cr為12_15%，B為2.5-4.5%, Si為3-4.5%，余量為Ni。所述合金粉可采用市售品，只要符合上述標準即可。
[0008]所述增強相可選擇TiC、WC或Cr3C2等。
[0009]所述金剛石選擇人造金剛石即可，粒徑優(yōu)選為60-300 μ m。
[0010]將所述金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中進行應(yīng)用，方式為在低碳鋼制造的挖掘機斗齒表面釬涂金剛石磨料制作耐磨涂層。
[0011]優(yōu)選的，利用有機膠將金剛石磨料預(yù)涂于潔凈的斗齒表面，然后在真空爐中進行釬涂燒結(jié)，冷卻后取出斗齒即可。
[0012]所述有機膠優(yōu)選按照下法獲得:把5-10重量份的纖維素加入到90-95重量份的松節(jié)油透醇中，使用回流裝置加熱到80°C保溫，待纖維素完全溶解后冷卻即得。
[0013]所謂潔凈的斗齒表面是指對低碳鋼制造的斗齒表面進行預(yù)處理，去掉表面油污、鐵鎊等。
[0014]較好的，可先利用有機膠將金剛石磨料調(diào)制成糊狀再涂于斗齒表面。
[0015]斗齒表面預(yù)涂金剛石磨料的厚度為200-300 μ m。
[0016]在真空爐中進行釬涂燒結(jié)時，真空度不低于lX10_2Pa，釬涂溫度為1000-1050°C，保溫時間2-10min優(yōu)選5min。
[0017]冷卻至300°C以下即可取出斗齒。
[0018]人造金剛石具有高的硬度和耐磨性，常用于加工硬脆材料，隨著金剛石成本的下降及其焊接技術(shù)的成熟，用于制造斗齒能有效提高耐磨性。N1-Cr-B-Si釬料具有對金剛石潤濕性優(yōu)良、耐磨性好等特點，是目前釬焊金剛石工具應(yīng)用最廣泛的釬料，由于其基體是Ni基，具有良好的韌性。另外，N1-Cr-B-Si作為熱噴涂材料，具有較高的硬度、耐磨性，常用于熱噴涂、釬涂等，制作耐磨涂層。由于金剛石的硬度非常高，為進一步優(yōu)化涂層的韌性和硬度，涂層適當添加增強相，提高涂層基體的硬度。
[0019]采用真空釬涂金剛石，真空爐的真空度高于lX10_2Pa，有利于將有機膠的雜物揮發(fā)，避免金剛石較大的石墨化。在真空高溫中通過N1-Cr-B-Si與金剛石反應(yīng)形成碳化物，形成了化學冶金結(jié)合，提高了金屬粉對金剛石連接強度，大幅提高了涂層的耐磨性。制備的斗齒涂層既有N1-Cr-B-Si涂層本身的耐磨性，又由于含有一定量的金剛石、增強相，具有較高的硬度和耐磨性。
[0020]采用本發(fā)明，斗齒的制造可以采用低碳鋼，通過釬涂涂層中的金剛石、增強相提高其耐磨性，大幅提高斗齒壽命，縮短因斗齒失效的損失。另外，在損壞的斗齒表面通過該工藝，還可以修復(fù)失效的斗齒。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
采用本發(fā)明方法獲得的斗齒涂層既有N1-Cr-B-Si涂層本身的耐磨性，又由于含有一定量的金剛石、增強相，具有較高的硬度和耐磨性，其顯微硬度可以達到80(T2000HV，使斗齒的壽命大幅延長。此外，本發(fā)明方法還可以用于修復(fù)損壞的斗齒。
【具體實施方式】
[0022]以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不限于此: 實施例1-3中所用N1-Cr-B-Si合金粉采用市售產(chǎn)品，其成分符合下述標準:C為(wt%)
0.6~1.2，Cr 為(wt%) 12~15，B 為(wt%) 2.5~4.5，Si (wt%) 3~4.5，Ni 為余量。
[0023]實施例1
利用金剛石磨料制作耐磨挖掘機斗齒的方法，具體如下:
(I)首先對金剛石進行清洗，將N1-Cr-B-Si合金粉、增強相、金剛石三種粉末進行混合獲得金剛石磨料，用有機膠調(diào)制成糊狀，各含量分別為N1-Cr-B-Si合金粉(90%wt)、TiC(5%wt)、金剛石(5%wt),金剛石為人造金剛石,粒徑為80-120 μ m。
[0024]所述有機膠通過下法獲得:把7重量份的纖維素加入到93重量份的松節(jié)油透醇中，使用回流裝置加熱到80°C保溫，待纖維素完全溶解后冷卻即可。實施例2、3與此相同。
[0025](2)采用機械制造的方法制造斗齒，斗齒的基體選擇Q235低碳鋼，預(yù)留200^300 μ m的厚度用于釬涂涂層，對基體進行清洗，去除鐵銹、油污等，將糊狀混合粉涂于斗齒表面。
[0026](3)將預(yù)涂混合粉的斗齒在1050°C保溫6min，進行真空高溫釬涂，真空度高于I X KT2Pa。
[0027]本實施例中，Ni基釬料對TiC具有良好的潤濕性，因此金剛石、TiC、Ni基釬料之間形成耐磨的涂層。[0028]實施例2
利用金剛石磨料制作耐磨挖掘機斗齒的方法，具體如下:
(I)首先對金剛石進行清洗，將N1-Cr-B-Si合金粉、增強相、金剛石三種粉末進行混合，用有機膠調(diào)制成糊狀，各含量分別為N1-Cr-B-Si合金粉(85%wt)、碳化鎢WC (8%wt)、金剛石(7%wt)，金剛石為人造金剛石，200^260微米金剛石。
[0029](2)采用機械制造的方法制造斗齒，斗齒的基體選擇Q235低碳鋼，預(yù)留200^300 μ m的厚度用于釬涂涂層，對基體進行清洗，去除鐵銹、油污等，將糊狀混合粉涂于斗齒表面，厚度為200-300 μ m。
[0030](3)將預(yù)涂混合粉的斗齒在1050°C保溫5min，進行真空高溫釬涂，真空度高于I X KT2Pa。
[0031 ] 本實施例中，Ni基釬料對WC具有良好的潤濕性，因此WC會部分分解，會有固溶強化、增強相強化的效果。
[0032]實施例3
利用金剛石磨料制作耐磨挖掘機斗齒的方法，具體如下:
(I)首先對金剛石磨粒進行清洗，將N1-Cr-B-Si合金粉(88%wt)、WC (8%wt)、金剛石(4%wt)進行混合，用有機膠制成糊狀，金剛石為人造金剛石，240-300微米金剛石。
[0033](2)采用機械制造的方法 制造斗齒，斗齒的基體選擇Q235低碳鋼，預(yù)留200^300 μ m的厚度用于釬涂涂層，對基體進行清洗，去除鐵銹、油污等，將糊狀混合粉涂于斗齒表面，厚度為200-300 μ m。
[0034](3)將預(yù)涂混合粉的斗齒在1050°C保溫5min，進行真空高溫釬涂，真空度不低于I X KT2Pa。
【權(quán)利要求】
1.一種金剛石磨料，其特征在于，所述磨料由N1-Cr-B-Si合金粉、增強相、金剛石混合制成，三者的重量百分比例依次為:70~90%:5^25%:5~10%。
2.如權(quán)利要求1所述的金剛石磨料，其特征在于，所述N1-Cr-B-Si合金粉的質(zhì)量百分組成為:C 為 0.6-1.2%, Cr 為 12-15%, B 為 2.5-4.5%, Si 為 3-4.5%，余量為 Ni。
3.如權(quán)利要求1所述的金剛石磨料，其特征在于，所述增強相為TiC、WC或Cr3C2。
4.如權(quán)利要求1所述的金剛石磨料，其特征在于，所述金剛石為人造金剛石，粒徑為60-300 μ mD
5.權(quán)利要求1-4所述金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，在低碳鋼制造的挖掘機斗齒表面釬涂金剛石磨料制作耐磨涂層。
6.如權(quán)利要求5所述的金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，利用有機膠將金剛石磨料預(yù)涂于潔凈的斗齒表面，然后在真空爐中進行釬涂燒結(jié)，冷卻后取出斗齒即可。
7.如權(quán)利要求6所述的金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，在真空爐中進行釬涂燒結(jié)時，真空度不低于lX10_2Pa，釬涂溫度為1000-1050°C，保溫時間2-10mino
8.如權(quán)利要求6所述的金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，先利用有機膠將金剛石磨料調(diào)制成糊狀再涂于斗齒表面；所述有機膠按照下法獲得:把5-10重量份的纖維素加入到90-95重量份的松節(jié)油透醇中，使用回流裝置加熱到80°C保溫，待纖維素完全溶解后冷卻即得。
9.如權(quán)利要求6所述的金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，冷卻至300°C以下即可取出斗齒。
10.如權(quán)利要求6所述的金剛石磨料在制作或修復(fù)挖掘機斗齒中的應(yīng)用，其特征在于，斗齒表面預(yù)涂金剛石磨料的厚度為200-300 μ m。
【文檔編號】C09D7/12GK103788926SQ201410065850
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】盧金斌, 王占勇, 張旺璽, 劉磊, 方占江, 賀亞勛 申請人:禹州市和匯超硬材料有限公司, 中原工學院