一种包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体及其制造方法

技术领域

本发明一种包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体及其制造方法，涉及金属基复合材料的成形制造工艺方法，属于材料成形及控制技术领域。

背景技术

金属基复合材料耐磨材料有两种，粉末冶金压制烧结方法和镶嵌铸渗ZTA陶瓷颗粒制成的ZTA蜂窝陶瓷预制体的方法；粉末冶金压制烧结方法是将高硬度耐磨的金属陶瓷粉与作为金属粘结剂的合金粉混合球磨后压制烧结得硬质合金耐磨体或钢结硬质合金耐磨体，粉末冶金压制烧结方法无法制造大尺寸的硬质合金耐磨体或钢结硬质合金耐磨体；镶嵌铸渗ZTA蜂窝陶瓷预制体制造金属基ZTA复合材料耐磨体的方法是将一定颗粒度的ZTA预制成能够完全渗入的蜂窝陶瓷预制体固定于铸造型腔中浇注金属液，金属液在重力作用下或外场力如离心力、振动、电磁场力、负压的辅助作用下渗入陶瓷颗粒之间的贯穿孔隙中，金属液凝固后ZTA颗粒镶嵌在金属基体中；由于金属液的流动性的制约使金属液无缺陷的渗入ZTA陶瓷颗粒之间的贯穿孔隙的深度有限，并且由于贯穿孔隙细小金属液凝固补缩困难，因此无法制造出大尺寸、高ZTA陶瓷颗粒密度的连续的、少无镶嵌铸渗缺陷的金属基ZTA复合材料耐磨体，即其耐磨性能不能最大化。

本发明一种包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体及其制造方法，是将一定体积比的陶瓷颗粒与粘结陶瓷颗粒的金属粉经球磨后的金属基复合材料混合料，将混合料紧实装入一根一端用钢板焊接密封的钢管中，紧实填充满钢管后，钢管填充口焊接有抽真空的管嘴的钢板密封钢管填充口，将钢管在有孔形辊的轧机上冷轧轧制至截面收缩一定量即轧制量，使钢管中的混合料致密化至相对密度90%以上，以利于提高钢管内混合料具有快速加热的热传导性和热轧制之前的加热过程的烧结，通过抽真空管嘴对管内抽真空至1pa以下的真空度，焊接密封抽真空管嘴，将钢管加热至1200度以上后在孔形辊中轧制成一定截面形状的金属基复合材料的长条形耐磨体，轧制过程使金属基复合材料完全致密化，得少无体积缺陷的金属基复合材料耐磨体；此金属基复合材料长条形耐磨体用于镶铸制造辊压机辊套耐磨层、制砂机辊套耐磨层、板锤耐磨层、锤头耐磨层等耐磨件，耐磨寿命长，制造成本低。

发明内容

本发明一种包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体及其制造方法，所述的包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体是指紧实装入密封钢管中的陶瓷粉料或陶瓷颗粒和粘结陶瓷粉料或陶瓷颗粒的金属合金粉经球磨后的混合物，经过冷轧致密化钢管内金属基复合材料混合物、管内抽真空密封、加热热轧烧结成形的长条形、具有利于镶铸铸造耐磨件的一定截面形状的金属基复合材料耐磨体，所述的陶瓷粉料为制造钢结硬质合金的碳化物、氮化物、碳氮化物，所述的陶瓷颗粒为制造金属基ZTA复合材料的ZTA陶瓷颗粒。

本发明一种包套热轧烧结成形金属基复合材料耐磨体及其制造方法，其具体制造步骤如下：

1）将一定体积比的陶瓷粉料或陶瓷颗粒与粘结陶瓷粉料或陶瓷颗粒的金属合金粉经球磨后得金属基复合材料混合料；

2）将所述的金属基复合材料混合料紧实装入一根一端用圆形钢板嵌入钢管内焊接密封的钢管中，紧实填充满钢管至钢管填充口；

3）将所述的钢管填充口焊接有一定长度的对钢管内抽真空管嘴的、嵌入钢管内的圆形钢板，密封钢管填充口；

4）将所述的填充满金属基复合材料混合料钢管在孔形辊中冷轧轧制至截面收缩一定量即轧制量，使钢管中的混合料致密化至相对密度90%以上，以利于提高钢管内混合料具有快速加热的热传导性和热轧制之前的加热过程的烧结；

5）通过所述的抽真空管嘴对钢管内抽真空至1pa以下的真空度，焊接密封抽真空管嘴以保持管内的真空度；

6）将所述的抽真空密封钢管加热至1200度以上后在孔形辊中轧制烧结成一定截面形状的金属基复合材料的长条形耐磨体，热轧过程使钢管内金属冶金结合并使金属基复合材料完全致密化，得少无体积缺陷的金属基复合材料耐磨体；此金属基复合材料长条形耐磨体用于镶铸制造辊压机辊套耐磨层、制砂机辊套耐磨层、板锤耐磨层、锤头耐磨层等耐磨件；

7）将所述的抽真空密封钢管加热至1200度以上后在带有一定间距等距的横扎肋筋的孔形辊中轧制烧结成等距变截面形状的金属基复合材料的长条形耐磨体，热轧制过程使管内金属冶金结合并使金属基复合材料完全致密化，得少无体积缺陷的金属基复合材料耐磨体，变截面长条形利于镶铸与基体的结合面积增加以提高与基体的结合强度，此金属基复合材料长条形耐磨体用于镶铸制造辊压机辊套耐磨层、制砂机辊套耐磨层、板锤耐磨层、锤头耐磨层等耐磨件。