本發明專利技術涉及一種高爐風口套內襯用的高溫耐磨材料，由下述重量配比的原料制成：納米銅粉40~60%、納米鎢粉36~56%、鐵粉0.2~0.6%、鉻粉4~6%。通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得鎢銅高溫耐耐磨材料。本發明專利技術制備的材料具有良好的導熱性能、高溫強度和高溫耐磨性能，并且能與純銅基體實現冶金結合，可用于制備面耐磨性能好、使用壽命長的高爐風口套內襯，可以大大提高高爐風口套的耐磨性能和使用壽命。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及ー種高溫耐磨材料，尤其涉及ー種。
技術介紹
煉鐵或煉鋼高爐是通過其上置的高爐風ロ向高爐內輸送熱風的，以提供氧氣滿足冶煉生鐵的需要，其中作為內套風ロ使用的高爐風ロ距溫度較高的高爐燃燒區較近，高爐風ロ要承受燃燒區的熱輻射和對流的影響，還承受著下降物流的磨損、噴煤粉的磨蝕和燃燒產物及氣流的沖刷，以及鐵渣的飛濺、鐵流的燒熔，高爐風ロ在這種十分苛刻的條件下，很容易受到損壞，因此高爐風ロ的使用壽命長短將會直接影響煉鐵高爐的運轉周期和產品產量以及經濟效益。 在新技術、新エ藝快速發展的當代，高爐煉鐵仍將作為鋼鐵生產的主要エ藝流程而長期存在。2004年全球鐵產量近8億噸，其中94%為高爐エ藝流程生產得到的。目前高爐噴煤已成為高爐冶煉過程中強化、降耗、減少C02排放的重要手段，國內外較先進的鋼鐵企業噴煤比已達到150kg/C250kg/t。隨著高爐冶煉技術的不斷發展和風ロ噴煤量的進ー步提高，對高爐風ロ提出了越來越高的技術要求，在當前能源形勢逐漸嚴峻、能源價格不斷上漲的條件下，以高爐噴煤為代表的煉鐵節能技術深受人們的關注。然而，隨著噴煤量的提高，煤粉噴出速度加快，風ロ磨損加劇，風ロ使用壽命降低。據某鋼鐵公司10座高爐的生產統計，因噴吹煤粉磨損更換的風ロ是風ロ總損耗量的309Γ40%。因而，急需尋求延長高爐風ロ壽命的技術方法。目前現有技術解決風ロ套磨損主要依靠堆焊耐磨高鎳鉻合金或鑲嵌陶瓷襯套等方法，但是這些エ藝普遍存在耐磨層與基體結合強度低的缺點，而且堆焊層和陶瓷層導熱性不好，形成的耐磨層與基體線膨脹系數相差大，在風ロ使用中易發生耐磨層龜裂和剝落，使用效果不理想，壽命提高有限。由此可見，進ー步開發風ロ的表面處理新エ藝，以提高耐磨層與基體結合強度是目前高爐風ロ迫切需要解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供ー種，具有良好的導熱性能、高溫強度和高溫耐磨性能，并且能與純銅基體實現冶金結合，使用壽命長的高爐風ロ套內襯用高溫耐磨材料，以提高高爐風ロ套的耐磨性能和使用壽命。為此，本專利技術主要是專利技術ー種在高溫下能克服熱應カ的影響的高溫耐磨材料，它是由下述重量配比的原料制成 納米銅粉40 60% 納米鎢粉36 56% 鐵粉0. 2 O. 6% 鉻粉4 6% 其中，納米銅粉和納米鎢粉的顆粒直徑小于500nm，鉄粉和鉻粉的顆粒直徑小于100 μ m0所述的這種高爐風ロ套內襯用的高溫耐磨材料的制備エ藝如下 (O納米金屬粉末的制取根據鎢和銅的含量確定仲鎢酸銨和硫酸銅原料的比例；制備仲鎢酸銨和硫酸銅的混合溶液；采用噴霧干燥法，通過旋轉霧化和其后的干燥エ藝得到金屬鹽混合粉末的前驅體；將前驅體在30(T450°C煅燒6(T90min得到W-Cu氧化物復合粉末；然后在60(T800°C采用氫氣進行還原得到納米W-Cu復合粉末。(2)納米鎢銅高溫耐磨材料的制備在納米級W-Cu復合粉末按比例加入鐵粉和鉻粉，進行球磨2 4小時均勻混合后，置入真空熱壓爐中在溫度為900 1000で、壓カ為25(Γ300ΚΝ條件下燒結10(T200min，通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得鎢銅高溫耐耐磨材料。 本專利技術主要特點在于將納米級耐磨材料與納米銅粉均勻混合后，置入能提供高溫、高壓的設備中，通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得耐磨納米銅復合材料。耐磨材料的制取機理融合了壓カ焊、熔化焊和擴散焊三種機埋.同時由于高溫高壓的時效作用，使擴散、固溶得以充分體現，實現材料的合金化。使耐磨材料的納米級顆粒與純銅結合成微小的復合體均勻分布在銅基材內。這樣即使在溫度變化幅度比較的情況下產生的熱應カ也不可能大到超過耐磨材料與銅之間的復合強度，從根本上消除熱應カ對材料的影響及破壞。本專利技術制備的耐磨材料的主要性能指標如下硬度(HRB) > 100 ； 熱導率(wバm.k))> 190 ； 熱膨脹系數(10_7°C)> 6.2 ； 高溫(800°C)強度抗拉強度彡300MPa ;斷裂韌性彡150MPa。附圖說明圖I是納米鎢銅耐磨材料的燒結エ藝，圖中曲線一條表示燒結溫度隨時間的變化，另一條為燒結壓カ隨時間的變化。具體實施例方式采用仲鎢酸銨晶體和硫酸銅晶體為原料，將偏鎢酸銨和硫酸銅配置成溶膠，其中溶液中W、Cu元素比例為60 40，再將溶膠體噴霧干燥(霧化頭轉速30000r/min，溫度2500C )制得W-Cu前驅體粉末。將前驅體在400°C煅燒90min得到W-Cu氧化物復合粉末，然后在780°C采用氫氣進行還原得到納米W-Cu復合粉末。然后在納米級W-Cu復合粉末按比例加入鐵粉O. 3wt%和鉻粉5. 0wt%,進行球磨3小時均勻混合后，置入真空熱壓爐中，燒結エ藝如圖I所示，通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得鎢銅高溫耐耐磨材料。制備的耐磨材料的主要性能如下 硬度(HRB) 102 ； 熱導率(w/(m.k)) 210 ； 熱膨脹系數(ΙΟ—6/°C) 6.9； 高溫(800°C)強度抗拉強度320MPa;斷裂韌性158MPa。權利要求1.一種適應于高爐風口內襯的高溫耐磨材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成 納米銅粉40 60% 納米鎢粉35 55% 鐵粉0. 2 O. 6% 鉻粉4 6% 其中，納米銅粉和納米鎢粉的顆粒直徑小于500nm，鐵粉和鉻粉的顆粒直徑小于100 μ m02.—種權利要求I所述的一種適應于高爐風口內襯的高溫耐磨材料的制備方法，其特征在于其制備工藝如下 (O納米金屬粉末的制取根據鎢和銅的含量確定仲鎢酸銨和硫酸銅原料的比例；制 備仲鎢酸銨和硫酸銅的混合溶液；采用噴霧干燥法，通過旋轉霧化和其后的干燥工藝得到金屬鹽混合粉末的前驅體；將前驅體在30(T450°C煅燒6(T90min得到W-Cu氧化物復合粉末；然后在60(T800°C采用氫氣進行還原得到納米W-Cu復合粉末； (2)納米鎢銅高溫耐磨材料的制備在納米級W-Cu復合粉末按比例加入鐵粉和鉻粉，進行球磨2 4小時，使其均勻混合后，置入真空熱壓爐中在溫度為90(Tl00(rC、壓力為25(Γ300ΚΝ條件下燒結20(T260min，通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得鎢銅高溫耐耐磨材料。全文摘要本專利技術涉及一種高爐風口套內襯用的高溫耐磨材料，由下述重量配比的原料制成納米銅粉40~60%、納米鎢粉36~56%、鐵粉0.2~0.6%、鉻粉4~6%。通過高溫、高壓，及高溫、高壓下的時效作用，使金屬塑性變形、熔化和擴散，從而獲得鎢銅高溫耐耐磨材料。本專利技術制備的材料具有良好的導熱性能、高溫強度和高溫耐磨性能，并且能與純銅基體實現冶金結合，可用于制備面耐磨性能好、使用壽命長的高爐風口套內襯，可以大大提高高爐風口套的耐磨性能和使用壽命。文檔編號B22F1/00GK102847933SQ20121033457公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日專利技術者楊宏, 龍文元, 范寶柱, 江榮生 申請人:江西重科機械有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種適應于高爐風口內襯的高溫耐磨材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：納米銅粉：40~60%？？？納米鎢粉：35~55%？鐵粉：0.2~0.6%？？？？？？鉻粉：4~6%其中，納米銅粉和納米鎢粉的顆粒直徑小于500nm，鐵粉和鉻粉的顆粒直徑小于100μm。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宏，龍文元，范寶柱，江榮生，
申請(專利權)人：江西重科機械有限公司，
類型：發明
國別省市：
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