基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶片的制造工艺.pdf
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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410045415.4(22)申请日 2024.01.12(71)申请人 南宫市日晶合金焊接材料有限公司地址 055750 河北省邢台市南宫市段芦头镇董家村(72)发明人 董奎生(51)Int.Cl.B22F 1/12(2022.01)B22F 9/04(2006.01)B22F 3/02(2006.01)B22F 3/10(2006.01)(54)发明名称基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶片的制造工艺(57)摘要本申请涉及抛丸机的领域,具体涉及一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶。
2、片的制造工艺。抛丸机叶片材料包括如下重量百分比的组分:镍粉20%、碳化钨粉1520%、钴粉510%、钼粉510%、碳化铌粉12%、钒粉3%,余量为碳化钛粉。抛丸机叶片的制造工艺包括如下步骤:混料:称取碳化钛粉、镍粉、碳化钨粉、钴粉、钼粉、碳化铌粉和钒粉,投入球磨机,随后加入研磨介质和成型剂进行球磨;造粒:将球磨后的混合物进行造粒;压制:将粉末进行压制,得到生坯;烧结:对生坯进行烧结,得到熟坯,冷却后修边,去毛刺。本申请利用碳化钛、碳化钨、镍粉、钴粉、钼粉、碳化铌、钒粉之间协同配合,改善了抛丸机叶片的内部结构,显著提高了抛丸机叶片的力学性能。权利要求书1页 说明书9页 附图2页CN 117548。
3、668 A2024.02.13CN 117548668 A1.一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:镍粉20%、碳化钨粉1520%、钴粉510%、钼粉510%、碳化铌粉12%、钒粉3%,余量为碳化钛粉。2.根据权利要求1所述的基于金属粉末的抛丸机叶片材料,其特征在于:所述碳化钛粉的平均粒度为Fsss3.03.2m,所述碳化钨粉的平均粒度为Fsss1.852.0m,其余组分的平均粒度为2.22.4m。3.根据权利要求2所述的基于金属粉末的抛丸机叶片材料,其特征在于:所述碳化钛粉和碳化钨粉的作用包括作为硬质相;所述镍粉和钴粉的作用包括填补高温烧结时的连接缺陷和空洞。
4、;所述钼粉和碳化铌粉的作用包括弥补高温烧结时抛丸机叶片的硬度衰退;所述钒粉的作用包括抑制高温烧结时晶粒增长。4.一种抛丸机叶片的制造工艺,基于权利要求13任一所述的基于金属粉末的抛丸机叶片材料,其特征在于,包括如下的步骤:混料:按重量百分比称取碳化钛粉、镍粉、碳化钨粉、钴粉、钼粉、碳化铌粉和钒粉,投入球磨机,随后加入研磨介质和成型剂进行球磨,球磨完毕后得到混合物1;造粒:将球磨后的混合物1进行造粒,得到粒径不高于80m的粉末;压制:将粉末进行压制,控制压力为350500Mpa,得到生坯;烧结:对生坯进行烧结,得到熟坯,冷却后修边,去毛刺,得到所述抛丸机叶片。5.根据权利要求4所述的一种抛丸机叶。
5、片的制造工艺,其特征在于:混料步骤中,所述研磨介质为挥发性研磨介质,包括无水乙醇;所述成型剂为挥发性成型剂,包括石蜡或聚乙二醇。6.根据权利要求4所述的一种抛丸机叶片的制造工艺,其特征在于:烧结步骤中,烧结的目标温度为14801520,采取逐步升温的方式进行烧结,具体步骤为:当温度处于0500时,控制升温速率为2/3/min;温度达到500以后,保温1020min;持续升温,控制升温速率为5/6/min,直至温度达到1000,保温2030min,然后保持升温速率不变,直至达到目标温度,保温3050min。7.根据权利要求4所述的一种抛丸机叶片的制造工艺,其特征在于:烧结为常压烧结,无需额外加压。
6、;烧结完毕后,无需加压淬火,自然冷却即可得到抛丸机叶片。权利要求书1/1 页2CN 117548668 A2基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶片的制造工艺技术领域0001本申请涉及抛丸机的领域,更具体地说,它涉及一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶片的制造工艺。背景技术0002抛丸技术是机械表面处理工艺的常用技术,大都借助抛丸机完成抛丸作业。抛丸机中的双圆盘铆接成一体,构成叶轮体。叶轮体上装有多个叶片,叶轮体装在由电动机驱动的主轴上。工作时,弹丸由进丸管流入抛丸机,跟叶片同步旋转的分丸轮使弹丸得到初速度,经定向套的窗口飞出,弹丸抛到定向套外面的高速旋转的叶片上,被叶片进一步加速后,抛。
7、射到被清理工件的表面上。0003抛丸的原理是用电机带动叶轮体旋转,借助离心力将弹丸抛向工件的表面,使工件的表面达到一定的粗糙度,从而使工件变得美观,或者改变工件的焊接拉应力为压应力,提高工件的使用寿命。通过提高工件表面的光洁度,也提高了工件后续喷漆的漆膜附着力。抛丸工艺广泛应用于机械领域,如修造船、汽车零部件、飞机部件、桥梁、钢结构、钢板型材、管道内外壁防腐等行业。0004抛丸清理的优点在于不受清理件大小、形状和重量的限制,能够提高机械产品和金属构件的抗疲劳性能,消除应力集中。0005但是,应力集中的消除需要比较大的机械冲击,因此,要求冲击到零件表面的弹丸速度非常快,这种快速冲击会使得弹丸表面。
8、产生细小的凹坑或者破损,从而使弹丸的形状变得不规则;而为了节约成本,弹丸通常要回收并且多次重复利用,这些回收的不规则的弹丸会对抛丸机造成较大的冲击和磨损。此外,弹丸实际制作出的形状很难是理想的球形,两种现象综合,会使得弹丸对叶片的磨损变得剧烈,而常规的叶片通常为铸钢件,耐磨性较差,因此现有技术中的抛丸机叶片很容易失效。0006针对上述问题,行业内已有企业和学者等相关技术人员对抛丸机叶片做了一定程度的性能改进,如申请号为CN102825554A的中国专利文献公开了一种复合叶片,其通过复合常规的叶片基体和钨钴类硬质合金板,提高了叶片的耐磨性,该叶片尽管整体上节省材料,但由于需要分别制作叶片基体和硬。
9、质合金板,然后再行焊接,一方面工艺周期长,另一方面,焊接的焊深往往比较小,并且焊缝往往在板的边缘,所产生的焊接变形可能会使得板的内部产生空隙,使用中噪音相对较大。此外,钨钴合金的一个固有缺陷是其线膨胀系数随着含钴量的增加而增大,并且与叶片基体(铸钢)的线膨胀系数相差比较大,两板料进行焊接时,会产生比较大的焊接压力,而易于产生焊接缺陷。0007还有的相关技术人员直接以叶片基体为生长表面,采用例如真空溅镀的方式生成耐磨层,这种工艺不会使叶片基体产生内部组织的变化,而不会产生如焊接那样的缺陷,但相对而言,镀层或者涂层与叶片基体的结合不如金属内部组织牢固,易于产生涂层或者镀层的脱落,使用寿命相对较短。。
10、0008因此,如何制备出一种一体成型,且金属内部组织牢固、耐磨性高的抛丸机叶片,说明书1/9 页3CN 117548668 A3成为了一个亟待解决的问题。发明内容0009为了改善相关技术中叶片使用寿命短、耐磨性较差的技术问题,本申请提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料及抛丸机叶片的制造工艺。0010第一方面,本申请提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,采用如下的技术方案:一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下重量百分比的组分:镍粉20%、碳化钨粉1520%、钴粉510%、钼粉510%、碳化铌粉12%、钒粉3%,余量为碳化钛粉。0011在一个具体的可实施方案中,所述碳化钛粉的平均粒度为Fss。
11、s3.03.2m,所述碳化钨粉的平均粒度为Fsss1.852.0m,其余组分的平均粒度为2.22.4m。0012在一个具体的可实施方案中,所述碳化钛粉和碳化钨粉的作用包括作为硬质相;所述镍粉和钴粉的作用包括填补高温烧结时的连接缺陷和空洞;所述钼粉和碳化铌粉的作用包括弥补高温烧结时抛丸机叶片的硬度衰退;所述钒粉的作用包括抑制高温烧结时晶粒增长。0013第二方面,基于上述的基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本申请听过一种抛丸机叶片的制造工艺,采用如下的技术方案:一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:混料:按重量百分比称取碳化钛粉、镍粉、碳化钨粉、钴粉、钼粉、碳化铌粉和钒粉,投入球磨机,随后加入研磨。
12、介质和成型剂进行球磨,球磨完毕后得到混合物1;造粒:将球磨后的混合物1进行造粒,得到粒径不高于80m的粉末;压制:将粉末进行压制,控制压力为350500Mpa,得到生坯;烧结:对生坯进行烧结,得到熟坯,冷却后修边,去毛刺,得到所述抛丸机叶片。0014在一个具体的可实施方案中,混料步骤中,所述研磨介质为挥发性研磨介质,包括无水乙醇;所述成型剂为挥发性成型剂,包括石蜡或聚乙二醇。0015在一个具体的可实施方案中,烧结步骤中,烧结的目标温度为14801520,采取逐步升温的方式进行烧结,具体步骤为:当温度处于0500时,控制升温速率为2/3/min;温度达到500以后,保温1020min;持续升温,。
13、控制升温速率为5/6/min,直至温度达到1000,保温2030min,然后保持升温速率不变,直至达到目标温度,保温3050min。0016在一个具体的可实施方案中,烧结为常压烧结,无需额外加压;烧结完毕后,无需加压淬火,自然冷却即可得到抛丸机叶片。0017本申请具有以下有益效果:1、本申请从金属粉末原料的角度进行改进,利用碳化钛、碳化钨、镍粉、钴粉、钼粉、碳化铌、钒粉之间层层协同配合,并且优化了各组分的添加量,改善了抛丸机叶片的内部结构,显著提高了叶片的硬度、密度、冲击韧性、抗弯强度等力学性能;2、本申请的工艺较现有工艺的优点:首先,本申请提供的烧结工艺为常压烧结,不需要耗费加压,节能且简便。
14、;本申请通过优化了各组分之间的协同作用,无需淬火,自然冷却后即可得到力学性能优异的抛丸机叶片。因此,本申请提供的工艺步骤简洁,并且节约能说明书2/9 页4CN 117548668 A4源,更加适合抛丸机的规模化生产。附图说明0018图1是实施例3制备的抛丸机叶片表面扫描电镜的检测图。0019图2是实施例3制备的抛丸机叶片断裂面扫描电镜的检测图。具体实施方式0020以下结合附图12对本申请的研发过程、具体实施例和性能检测结果作进一步详细说明。0021在抛丸过程中,弹丸与抛丸机叶片发生机械冲击,而弹丸的形状一般均不是标准的球形,并且回收的弹丸可能多次使用从而表面产生细小的凹坑或破损,形状不规则,从。
15、而对抛丸机叶片的性能要求较高,现有的抛丸机叶片存在力学性能较差的技术问题,主要表现为耐磨性差、硬度较差、抗弯强度较差、断裂强度较差。同时,现有的叶片材料组分多,并且制备工艺复杂,虽然可以实现生产,但是生产过程中会付出很多能源和财力,为此,申请人针对上述现有的技术问题,采购原料进行的大量实验,最终制备出了一种内部结构紧密的、力学性能优异的抛丸机叶片,并提出一种节约能源、步骤简明的抛丸机叶片制作工艺。0022首先,在基于金属粉末的工件制造领域,一般用提高工件内部紧密程度、硬度和密度的方式提高其耐磨性,因此申请人以碳化钛粉和碳化钨粉作为主要硬质相,以提高抛丸机叶片的表面硬度,然而,碳化钛粉和碳化钨粉。
16、虽然可以提高叶片的表面硬度,但是二者兼容性并不是特别优异,会导致最终叶片的孔隙率过高,抗弯强度并不优异,因此申请人在组分中加入镍粉和钴粉,起到粘接作用,镍粉和钴粉可以填补碳化钛和碳化钨晶粒之间的空隙,从而使抛丸机叶片的内部晶粒变得紧密,降低了叶片的孔隙率。但是,申请人通过进一步的模拟实验发现,利用上述四种组分形成的抛丸机叶片存在缺陷:虽然碳化钛自身可以一定程度地提供抛丸机叶片的冲击韧性,但是实际实验结果表明,叶片的冲击韧性依然有待加强,并且在高温烧结下,抛丸机叶片的硬度会衰退,而且这种衰退会随着碳化钛添加量的增加而愈来愈显著,同时,如果通过增加碳化钛的含量来增加抛丸机叶片的冲击韧性,不仅会使得。
17、抛丸机叶片高温下硬度衰退,还会导致硬质相过多,镍粉和钴粉难以充分填充紧密,从而降低抛丸机叶片的密度。因此,申请人进一步优化叶片材料的组分,向组分中加入了钼粉和碳化铌,钼粉一方面可以与碳化钛协同配合增加抛丸机叶片的冲击韧性,另一方面在高温烧结时促进各金属粉末相互作用和收缩,从而优化了抛丸机叶片高温下硬度衰退的问题,但是与碳化钛类似,钼粉添加量过多也会使得组分中硬质相过多,因此申请人在保证了抛丸机叶片具有足够的冲击韧性后,不再增加碳化钛的添加量,通过加入少量的碳化铌来增加促进抛丸机叶片在高温下收缩并硬化,从而补足碳化钛弥补的抛丸机叶片高温硬度衰退的缺陷;进一步的,申请人通过加入少量钒粉来使得抛丸机。
18、叶片的性能得到进一步提高,加入钒粉可以使得各组分在高温烧结时硬质相的晶粒减小,并且能够分散各晶粒,阻止各晶粒的聚集,抑制晶粒长大,从而使得抛丸机叶片的内部结构紧密,密度和硬度提高,从而耐磨性提高。0023综上所述,本申请从原料出发,各组分之间协同配合,并且提供了各组分的配方和优选添加量,显著提高了叶片的力学性能;此外,本申请还提供了一种简便的、节能的抛丸说明书3/9 页5CN 117548668 A5机叶片的制作工艺,主要包括如下的步骤:(1)混料:称取碳化钛粉、镍粉、碳化钨粉、钴粉、钼粉、碳化铌粉和钒粉,投入球磨机,随后加入研磨介质和成型剂进行球磨,球磨完毕后得到混合物1;此处的研磨介质为挥。
19、发性研磨介质,为了促进各组分融合,并且受热后可以挥发,可以选择无水乙醇;同理,成型剂也选择挥发性成型剂,可以选择石蜡或者聚乙二醇,在受热时就可以蒸发掉。在球磨完毕后,为了减少浪费,可以利用无水乙醇将球磨完毕的球磨机清洗三次,然后将得到的清洗液与球磨完毕的金属粉末、研磨介质、成型剂混合,得到混合物1;优选的,上述的各组分粒度若过大,则可能会导致烧结时各组分互熔不充分,或者导致组分孔隙率较大;若粒度过小,则会在混料时导致各金属粉末团聚,同样不利于混合,因此,各组分优选如下的粒度:碳化钛粉的平均粒度为Fsss3.03.2m,碳化钨粉的平均粒度为Fsss1.852.0m,其余组分的平均粒度为2.22.。
20、4m;(2)干燥塔造粒;将步骤(1)球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,筛选出粒径不超过80m的粉末,这一步可以在干燥塔中进行,并且在惰性气体(如氩气)的保护下进行,干燥时研磨介质、成型剂随着惰性气体流出,气流使得研磨介质、成型剂快速挥发,同时在惰性气体的氛围下,无水乙醇等物质的沸点很低,不容易发生燃爆事故,安全性有所保障。粒径大于80m的组分可以再碾碎后造粒,直至粒径在80m及以下,再进行下一步工序;(3)压制:将步骤(2)中筛选出的粉末进行模具压制,此处的压制为单向压制,控制压力为350500MPa,得到生胚;(4)烧结:对步骤(3)所得生坯进行烧结,得到熟坯;烧结的目标温度为15。
21、0020,为了促进组分之间的相互作用和融合,可以采用逐步升温的方式,即:当温度处于0500的时候,采用缓慢升温的方式,起到预热的作用,升温速率可以是2/3/min;温度达到500以后,保温1020min;持续升温,稍微加快升温速率,可以设定为5/6/min,直至温度达到1000,保温2030min,然后保持升温速率不变,直至达到目标温度,保温3050min,即可得到抛丸机叶片。0024本工艺与现有常用的烧结工艺的区别:1.现有的抛丸机叶片工艺在烧结时,往往为了弥补组分在高温下的硬度衰退和抑制晶体长大,会进行加压烧结,一般是控制温度为1020MPa,而本申请提供的烧结工艺为常压烧结,因为本申请通。
22、过组分之间的协同作用,改善了研发过程中组分在高温烧结时硬度衰退以及晶体聚集生长的问题,因此不需要耗费加压,节能且简便;2.现有的抛丸机叶片在烧结之后,为了增加叶片的力学性能,往往需要在烧结完成后降温时进行淬火处理,具体操作为:降温时用氮气加压淬火,从而提高叶片的硬度、抗弯强度等力学性能,而本申请通过优化了各组分之间的协同作用,无需淬火,自然冷却后即可得到力学性能优异的抛丸机叶片。因此,本申请提供的工艺步骤简洁,并且节约能源,更加适合抛丸机的规模化生产。0025以下结合具体实施例和检测图谱对本申请的方案做进一步解释说明。需要说明的是,除特意说明外,以下实施例和对比例中,碳化钛粉的平均粒度为Fss。
23、s3.0m,碳化钨粉的平均粒度为Fsss2.0m,镍粉、钴粉、钼粉、钒粉、碳化铌的平均粒度均为2.4m。实施例说明书4/9 页6CN 117548668 A6实施例10026本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,并提供一种由该材料制备抛丸机叶片的工艺。0027第一方面,本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下组分:碳化钛粉5.1kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.5kg、钴粉0.5kg、钼粉0.5kg、碳化铌粉0.1kg和钒粉0.3kg。0028第二方面,基于上述基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本实施例提供一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:S1.混料:称取碳化钛粉5.1k。
24、g、镍粉2kg、碳化钨粉1.5kg、钴粉0.5kg、钼粉0.5kg、碳化铌粉0.1kg和钒粉0.3kg,投入球磨机,随后加入200ml无水乙醇和200g石蜡进行球磨,球料比为5:1,球磨时间为72h,转速为60r/min;球磨完毕后得到混合物1;S2.干燥塔造粒;将S1球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,得到粒径不高于80m的粉末;S3.压制:将S2的粉末进行压制,控制压力为350Mpa,得到生坯;S4.烧结:对S3所得生坯进行烧结,当温度处于0500时,控制升温速率为2/min;温度达到500以后,保温10min;持续升温,控制升温速率为5/min,直至温度达到1000,保温20mi。
25、n,然后保持升温速率不变,直至达到目标温度1480,保温30min,得到熟坯,自然冷却后修边,去毛刺,得到抛丸机叶片。实施例20029本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,并提供一种由该材料制备抛丸机叶片的工艺。0030第一方面,本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下组分:碳化钛粉4.8kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.6kg、钴粉0.59kg、钼粉0.59kg、碳化铌粉0.12kg和钒粉0.3kg。0031第二方面,基于上述基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本实施例提供一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:S1.混料:称取碳化钛粉4.8kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.6kg。
26、、钴粉0.59kg、钼粉0.59kg、碳化铌粉0.12kg和钒粉0.3kg,投入球磨机,随后加入200ml无水乙醇和200g聚乙二醇进行球磨,球料比为5:1,球磨时间为72h,转速为60r/min;球磨完毕后得到混合物1;S2.干燥塔造粒;将S1球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,得到粒径不高于80m的粉末;S3.压制:将S2的粉末进行压制,控制压力为380Mpa,得到生坯;S4.烧结:对S3所得生坯进行烧结,当温度处于0500时,控制升温速率为2/min;温度达到500以后,保温13min;持续升温,控制升温速率为5/min,直至温度达到1000,保温23min,然后保持升温速率不变。
27、,直至达到目标温度1490,保温35min,得到熟坯,自然冷却后修边,去毛刺,得到抛丸机叶片。说明书5/9 页7CN 117548668 A7实施例30032本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,并提供一种由该材料制备抛丸机叶片的工艺。0033第一方面,本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下组分:碳化钛粉4.4kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.7kg、钴粉0.73kg、钼粉0.72kg、碳化铌粉0.15kg和钒粉0.3kg。0034第二方面,基于上述基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本实施例提供一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:S1.混料:称取碳化钛粉4.4kg、镍粉2。
28、kg、碳化钨粉1.7kg、钴粉0.73kg、钼粉0.72kg、碳化铌粉0.15kg和钒粉0.3kg,投入球磨机,随后加入200ml无水乙醇和200g石蜡进行球磨,球料比为5:1,球磨时间为72h,转速为60r/min;球磨完毕后得到混合物1;S2.干燥塔造粒;将S1球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,得到粒径不高于80m的粉末;S3.压制:将S2的粉末进行压制,控制压力为420Mpa,得到生坯;S4.烧结:对S3所得生坯进行烧结,当温度处于0500时,控制升温速率为3/min;温度达到500以后,保温15min;持续升温,控制升温速率为6/min,直至温度达到1000,保温25min,。
29、然后保持升温速率不变,直至达到目标温度1500,保温40min,得到熟坯,自然冷却后修边,去毛刺,得到抛丸机叶片。实施例40035本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,并提供一种由该材料制备抛丸机叶片的工艺。0036第一方面,本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下组分:碳化钛粉4.1kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.8kg、钴粉0.81kg、钼粉0.82kg、碳化铌粉0.17kg和钒粉0.3kg。0037第二方面,基于上述基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本实施例提供一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:S1.混料:称取碳化钛粉4.1kg、镍粉2kg、碳化钨粉1.8kg、钴。
30、粉0.81kg、钼粉0.82kg、碳化铌粉0.17kg和钒粉0.3kg,投入球磨机,随后加入200ml无水乙醇和200g聚乙二醇进行球磨,球料比为5:1,球磨时间为72h,转速为60r/min;球磨完毕后得到混合物1;S2.干燥塔造粒;将S1球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,得到粒径不高于80m的粉末;S3.压制:将S2的粉末进行压制,控制压力为460Mpa,得到生坯;S4.烧结:对S3所得生坯进行烧结,当温度处于0500时,控制升温速率为3/min;温度达到500以后,保温18min;持续升温,控制升温速率为6/min,直至温度达到1000,保温28min,然后保持升温速率不变,直。
31、至达到目标温度1510,保温45min,得到熟坯,自然冷却后修边,去毛刺,得到抛丸机叶片。说明书6/9 页8CN 117548668 A8实施例50038本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,并提供一种由该材料制备抛丸机叶片的工艺。0039第一方面,本实施例提供一种基于金属粉末的抛丸机叶片材料,包括如下组分:碳化钛粉3.5kg、镍粉2kg、碳化钨粉2kg、钴粉1kg、钼粉1kg、碳化铌粉0.2kg和钒粉0.3kg。0040第二方面,基于上述基于金属粉末的抛丸机叶片材料,本实施例提供一种抛丸机叶片的制造工艺,包括如下的步骤:S1.混料:称取碳化钛粉3.5kg、镍粉2kg、碳化钨粉2kg、。
32、钴粉1kg、钼粉1kg、碳化铌粉0.2kg和钒粉0.3kg,投入球磨机,随后加入200ml无水乙醇和200g石蜡进行球磨,球料比为5:1,球磨时间为72h,转速为60r/min;球磨完毕后得到混合物1;S2.干燥塔造粒;将S1球磨后的混合物1进行粉碎、脱筛、干燥、造粒,得到粒径不高于80m的粉末;S3.压制:将S2的粉末进行压制,控制压力为500Mpa,得到生坯;S4.烧结:对S3所得生坯进行烧结,当温度处于0500时,控制升温速率为3/min;温度达到500以后,保温20min;持续升温,控制升温速率为6/min,直至温度达到1000,保温30min,然后保持升温速率不变,直至达到目标温度1。
33、520,保温50min,得到熟坯,自然冷却后修边,去毛刺,得到抛丸机叶片。0041对比例1本对比例与实施例5相对比,组分中缺少镍粉,碳化钛粉的添加量改为5.5kg。0042对比例2本对比例与实施例4相对比,组分中缺少钴粉,碳化钛粉的添加量改为4.91kg。0043对比例3本对比例与实施例3相比,组分中缺少钼粉,碳化钛粉的添加量改为5.12kg。0044对比例4本对比例与实施例3相对比,组分中缺少碳化铌,碳化钛粉的添加量改为4.55kg。0045对比例5本对比例与实施例3相对比,组分中缺少钒粉,碳化钛粉的添加量改为4.7kg。0046性能检测试验1.力学性能检测。检测对应实施例、对比例的力学性能。
34、,检测指标包括密度、硬度、抗弯强度、冲击韧性。检测结果如表1所示。0047表1说明书7/9 页9CN 117548668 A90048结合实施例15、对比例15的检测结果可以看出,实施例15的各项性能较为优异,其中以实施例3的综合性能最为优异,对比例15的性能均不如与自身参照的实施例。0049以下结合分析进行进一步说明:分析:针对实施例5和对比例1,对比例1与实施例5相对比,组分中缺少了镍粉,并且缺失的重量百分比由碳化钛补足。首先,结合实施例5和对比例1的密度检测结果可以看出,对比例1的密度相较实施例5有显著下降,这可能是因为仅靠钴粉无法完全起到粘接的作用,并且对比例1的碳化钛含量要超过实施例。
35、1的5.1kg,因此虽然硬质相变多,但是孔隙率下降,再加上镍粉的缺失,双重因素下导致对比例1的密度、硬度显著下降。因此,基于分析可以初步得出结论:镍粉对提高抛丸机叶片的密度有着显著贡献,并且碳化钛的含量不宜过高,以51wt.%为极限,超过51wt.%则可能会导致叶片的力学性能下降。0050分析:针对实施例4和对比例2,对比例2与实施例4相比,组分中缺少了钴粉,并且确实的重量百分比由碳化钛补足。与上述分析类似,对比例2的密度等力学性能相对实施例4而言显著下降,但由于对比例2中碳化钛的添加量为4.91kg,并不过高,因此虽然密度和硬度下降,但是下降的幅度要优于分析,也有可能是镍粉的粘接、填补孔隙的。
36、效益要略高于钴粉。基于分析,再结合分析可以得出如下结论:单组分的镍粉和钴粉均难以完成叶片密度的改良,需二者配合;碳化钛的添加量不宜过高。0051分析:针对实施例3和对比例3,对比例3与实施例3想比,组分中缺少了钼粉,并且缺失的重量百分比由碳化钛补足。碳化钛+碳化钨+镍粉+钴粉的体系可以得到一种密度较好的抛丸机叶片,但是可以看出,对比例3的冲击韧性明显下降,硬度也有所下降,说明了说明书8/9 页10CN 117548668 A10钼粉不仅可以增加抛丸机叶片的冲击韧性,还可以优化叶片硬度衰退的问题。0052分析:针对实施例3和对比例4,对比例4与实施例3相比,组分中缺少了碳化铌,并且缺失的重量百分。
37、比由碳化钛补足。可以看出,对比例4的冲击韧性略有下降,说明了少量的碳化铌可以配合钼粉优化叶片硬度衰退的问题。0053分析:针对实施例3和对比例5,对比例4与实施例3相比,组分中缺少了钒粉,并且缺失的重量百分比由碳化钛补足。可以看出,对比例5的硬度和密度均下降,说明了钒粉可以优化抛丸机叶片的密度和硬度,从而提高其耐磨性。0054结合各实施例和对比例的力学性能检测结果可知,实施例3的检测结果最为优异,因此,对实施例3的样品作进一步检测。00552.扫描电镜检测。利用Phenom XL G2扫描电镜对实施例3的样品进行扫描电镜检测,表征其表面以及断裂面的微观结构,检测结果如图1、图2所示。0056结。
38、合图1和图2可知,实施例3制备出的抛丸机叶片,表面和断裂面的结构均较为致密,晶粒之间结合紧密,并无明显孔隙和凹坑,并且晶粒的粒径约在23m左右,晶粒的粒度也较为均一,没有明显聚集增长的现象。这是因为本申请通过碳化钛、碳化钨、镍粉、钴粉、钼粉、碳化铌、钒粉的相互配合,其中碳化钛和碳化钨作为主要硬质相,然后加入镍粉和钴粉粘接,填补空隙,使得该抛丸机叶片内部结合紧密,并且加入碳化铌和钼粉,分别优化了抛丸机叶片高温硬度衰退和冲击韧性不佳的问题,同时,通过钒粉控制晶粒增长,提高了抛丸机叶片的力学性能。上述组分配合,使得抛丸机叶片表面、断裂面的微观表征结果优异,从而使得该抛丸机的力学性能优异。0057本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。说明书9/9 页11CN 117548668 A11图 1说明书附图1/2 页12CN 117548668 A12图 2说明书附图2/2 页13CN 117548668 A13。
- 内容关键字: 基于 金属粉末 抛丸 叶片 材料 制造 工艺
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