[00071105]耐磨、耐蚀零件的三元硼化物硬质合金覆层制备技术

技术投资分析： 本技术以显著提高机械设备零部件或工程材料的耐磨性为目的，采用真空液相烧结工艺在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层。 本技术是利用国产的各种金属、合金粉末原料，加入料浆添加剂制备成料浆，喷涂到钢基零部件表面，然后采用真空液相烧结工艺，在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层。在高温（约1200℃）液相烧结过程中，利用原料粉末之间的原位化学反应形成三元硼化物陶瓷硬质相；覆层中所形成的共晶液相，一方面与钢基体润湿，并在冷却后使覆层与钢基体之间产生牢固的冶金结合，另一方面通过毛细管力作用使得覆层材料充分致密化，冷却后形成均匀、致密、平滑、坚硬、耐磨损、耐腐蚀的表面硬质覆层。 利用覆层材料中的三元硼化物陶瓷硬质相大幅度提高零部件表面的耐磨性（覆层硬度≥HRA86）；通过调整覆层材料中鉄基粘结相的组成，可以使零部件在保持高耐磨性的同时，大幅度提高耐腐蚀性；覆层比重小（≈8.25g/cm3，YG系硬质合金一般≥13g/cm3），对覆层零件的增重小；覆层的热膨胀系数与钢基体很相近，制成零部件后形成的热应力小；覆层材料的可加工性能好，还可以进行热处理；并且覆层材料制备的工艺过程比较简单；对基体材料外形结构的适应性强；覆层厚度易于控制；原料易购，成本较低。 技术的应用领域前景分析： 适应于钢铁、冶金、矿山、建材、化工、煤炭、电力、工程机械、农机等各行业所涉及到的各种承受强烈磨损作用的机械设备零部件和工程材料。 效益分析： 本技术将廉价的普通钢材（如Q235、Q345、45＃钢等）进行覆层处理，大幅度提高零部件的耐磨性和耐腐蚀性，从而显著提高零部件的使用可靠性、使用寿命和主机运行效率，替代各种用于磨损和腐蚀工况的昂贵的高级耐磨材料（包括硬质合金），经济效益显著。 厂房条件建议： 设备投资约50万元，主要是购置使用温度≥1300℃的真空烧结炉；若已有真空炉，则设备投资仅需5～10万元； 生产厂房200～300平米； 电力装机容量80～120KW（依据真空烧结炉大小而定）； 生产人员5～8人； 原料成本约300~400元/kg覆层，制备1m2厚度为0.2mm的覆层约需覆层材料1.75kg； 烧成成本根据烧结炉产量和电力消耗核算； 流动资金8～10万元。 备注： 本项目的前期研发由国家自然科学基金、山东省优秀中青年科学家科技奖励基金、山东省教育厅科技计划重点项目和济南市科技攻关项目资助。