一、利用等离子熔射鱼鳞状耐磨涂层的方法

现今耐磨板已广泛用于装载机械、矿山机械、重载运输等多个行业，以其优良耐磨性能显著提高了机械设备的总体使用性能和使用寿命。大大节约了使用成本，降低了材料消耗。耐磨涂层的获取便成为了研制生产高性能耐磨板的重中之重。涂层的制备方法有多种，如热喷焊技术、激光熔覆技术、真空烧结技术、等离子熔覆技术等，结合不同的基体材料以及对涂层不同的工况条件，选择恰当的制备方法并配以不同的涂层材料制得符合要求的耐磨涂层。

但是现有技术中，喷涂工艺难于控制，涂层成形性差。在对表面平整度要求较高的机械行业存在很大的使用局限性；激光同步送粉熔覆技术对工件表面进行熔覆耐磨强化处理，但激光熔覆技术设备昂贵，功率小，不适合大规模生产。真空烧结技术，生产中能够节省成本。但同样存在设备复杂，对工件尺寸要求严格，难于控制。

本发明结合耐磨板的实际工况和技术要求，提供一种采用等离子熔射技术，制备Fe基+TiC-TiB₂-Fe_x(C,B)高硬度陶瓷强化相的耐磨复合涂层的方法。

专利优势：

(1)等离子熔射耐磨凸台(涂层)的硬质相TiB₂+TiB+TiC+Fe₂B+Fe₃C+TiN+Ti(C,N)+WC等皆为原位形成。在金相组织中，TiB₂、TiB、Fe₂B等呈条状、晶须状，长约30～50um，TiC、WC、Fe₃C+TiN+Ti(C,N)呈细小的枝晶状或者颗粒状弥散分布于基体当中，尺度约1～5um，这些陶瓷相对涂层形成多尺度、多相的复合强化，也提高涂层自身的强韧性，表面硬度可达到HRC58-65。

(2)在金属陶瓷涂层与基体之间形成快速熔凝过渡区，其硬度介于涂层和基体之间，有利于提高涂层与基体的结合力。

(3)等离子束采用氩气和氮气作为混合气体介质，既可保护等离子加热反应区，隔绝氧气，同时氮气又参与反应，与Ti、C反应形成TiN、Ti(C,N)等硬质相，而且这类硬质相的含量，可依据混合气体介质中氮气的比例调整。

(4)可在工件表面形成鱼鳞状分布的耐磨凸台(涂层)，该方法工艺简便、分布形态和涂层面积易于调整，这种表面结构形态有利于减少因为合金收缩比不同，在涂层中出现裂纹的倾向，能够大大抑制涂层大面积的剥落。适用于广泛应用于冶金、煤炭、水泥、电力、玻璃、矿山、建材、砖瓦等行业的耐磨板处理。

二、一种基于储油二次润滑的金属工件表面氮化+淬火复合处理技术及产品

机械零部件在工作时，两工作面之间不但相互接触，而且还存在着相对运动。工作中的零部件不可避免的会产生摩擦，克服摩擦力所做的无用功占到了总消耗功率的30％以上，这些无用功主要转换成热能，造成零部件升温等不利影响，因摩擦表面直接接触产生的磨损而引起的零部件失效占到零部件失效的80％左右。对于摩擦现象，人类很早就开始研究并利用，也取得了大量的成果。从机械或者零部件的设计，到材料选用、加工制造以及操作维修等方面充分考虑其磨损寿命问题。

氮化技术作为传统的表面强化技术，能在钢铁制件表面获得一定厚度的硬化层，提高工件的耐磨损等性能，但是氮化处理时间长，难以同时实现高表面硬度和厚渗层。运行中的零部件摩擦磨损情况，不但受到零部件自身表面的状态的影响，还受到摩擦状态的影响。

本发明提供一种基于储油二次润滑的金属工件表面氮化+淬火复合处理技术及产品。

专利优势：

(1)本发明利用气体氮化、离子氮化技术，选择合适的工艺参数，在适于氮化处理的金属工件表面形成一定厚度的氮化层。对氮化后的工件进行淬火(普通淬火、感应淬火及激光淬火等)处理，氮化物分解，氮离子向心部扩散，硬化的深度和硬度同时增加。恰当的淬火参数，在氮化物分解时，工件表层产生微孔，同时马氏体中的固溶N浓度提高，表层压应力增大。

(2)高的固溶N浓度能提高回火软化抵抗力，高硬度、大的压应力可以提高表面的耐磨性能，微孔的存在形成储存润滑剂的作用，改变摩擦状态，降低摩擦系数。通过氮化/淬火复合处理实现金属零部件的集润滑剂减摩抗磨性能。

(3)本发明制备方法简单、高效、实用性强，易于推广。

三、一种带有菱形耐磨格栅的球磨机衬板的制备方法

为避免球磨机筒体与物料直接冲击和磨损，在球磨机内表面都装有各种表面形状的衬板。球磨机衬板作用主要是保护筒体和传递能量给所磨物料，这就要求其具有高硬度、耐磨损以及优异的抗冲击性能。

现有技术，调节材料中各种合金元素含量得到高锰钢、低中合金钢和高铬合金铸铁等作为衬板的常用材料。耐磨性和强韧性往往是矛盾的，很难使衬板耐磨性和韧性达到满足服役条件的最佳配合，不仅使工艺变得复杂增加了生产成本而且质量也难以控制。采用熔铸工艺可使基体与增强相同时凝固并直接结合。但对于不同的增强相与金属基体也存在增强相聚集、性能不均等局限。

本发明结合球磨机衬板工作环境及性能要求，设计一种带有菱形耐磨格栅的球磨机衬板，铸铁浇注时直接在球磨机衬板的表面获得一层菱形格栅状的耐磨层。

专利优势：

(1)本发明在原始压坯位置获得金属-陶瓷增强复合材料，这类复合材料在灰铸铁衬板的磨损表面，总体呈菱形格栅分布。其中，陶瓷增强相颗粒形态大小不同，WC颗粒呈三棱柱状结构，尺寸为3-10μm；FeWB三元相尺寸较小，呈短棒状弥散分布，尺寸为0.5-4μm；另外还有Fe₃C、Fe₂B、Cr₇C₃等30～50nm的纳米级颗粒弥散分布在基体中，起到强化基体的作用。增强相是多尺度的、多形态的，通过不同尺度颗粒的复合强化，提高耐磨层自身的硬度、强度，以及耐磨格栅与周围基体材料的结合强度。菱形格栅中的硬度达到58～65HRC，对衬板起到耐磨强化作用，而格栅间隙处的灰铸铁起到提高抗冲击和减摩作用，改变菱形格栅形状和密度，可改变菱形格栅占整个衬板表面的面积，即耐磨硬化区域的面积，约40％-70％，可以提高球磨机衬板的使用寿命3～5倍。

(2)本发明采用熔铸原位合成技术，直接获得带有多尺度复合耐磨层的球磨机衬板。耐磨层与基体呈冶金结合，结合强度高，满足衬板承受冲击磨损的性能要求。

(3)本发明熔铸工艺简单，在铁水的加热作用下原料粉末发生原位合成反应，直接形成陶瓷增强相；灰铸铁水通过渗流进入压坯，成为陶瓷相的基体，耐磨层与衬板体成为一体，结合牢固，耐磨层在球磨过程中即便遭到冲击也不易发生脱落，耐磨性和韧性同时得到提高；另外，金属-陶瓷复合材料同步形成，大大降低了了生产成本。

(4)界面干净，无污染，降低原料成本。这些增强相对耐磨层形成从纳米到微米的多尺度、多形态的复合强化，提高耐磨层自身的硬度、强度，以及耐磨格栅与周围基体材料的结合强度，使用过程中不易磨损、破裂。

四、不锈钢筛板的高温渗溶氮处理方法

不锈钢筛板具有良好的耐蚀性，它具有很高的刚度和承载能力，可以作成各种形状的刚性的筛分过滤装置，广泛应用于各行业中的筛分、过滤、脱水、脱泥等作用。目前，煤炭、冶金、石矿、化工、食品等行业的分级筛选、过滤作业使用的筛板，在筛分、过滤物料、液体时，颗粒物料的运动会对筛板造成严重的磨损、腐蚀，常常造成筛板表面和筛孔边缘磨损，影响物料筛选的精度，使得筛板的使用寿命降低。筛板的更换会延长生产周期，造成低的生产效率。

目前虽然对不锈钢筛板制作和结构上做了大量改进，大大提高了筛板过滤效果，但得到的不锈钢筛板寿命不能满足使用要求。

本发明提供一种高温渗溶氮处理方法以提高不锈钢筛板耐磨蚀，对不锈钢筛板进行高温渗溶氮处理，在筛孔壁面获得1-2mm的高温溶氮层，通过淬火工艺，获得含氮的马氏体组织，能显著提高筛板表面及孔壁的耐磨性又不降低耐蚀性。

专利优势：

(1)对不锈钢表面进行溶氮，利用纯氮气为溶氮介质，并且以表面化学闪镀Ni作为预活化，制备高温渗氮催化剂的方法，工艺简便、高效、无污染，易于实施大批量生产。

(2)在筛板表面和孔眼壁面获得含氮的马氏体或者奥氏体层，可在保持不锈钢耐蚀性基础上，显著提高筛板表面及孔眼壁面的耐磨性的技术，延长使用寿命。

(3)不锈钢网孔的通透性，使得气体充分流通，获得的溶氮层厚度均匀，可显著提高马氏体、奥氏体不锈钢的强度、硬度而不降低其断裂韧性、耐蚀性，这对于保护不锈钢筛板孔壁，尤其是孔壁较薄时尤为重要，可使不锈钢筛板的使用寿命得到大幅度延长。

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