一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料制备技术领域，公开了一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法，所述高强度合金材料耐磨处理材料按照质量份数由铁8～12份、铝3～6份、稀盐酸4～5份、多巴胺水溶液6～8份、片状石墨3～5份、钨5～6份、铜4～7份、硅2～3份、锰3～4份、铬2～3份、镍3～4份、钼2～3份、钛1～2份、铌1～2份、锆3～5份、碳粉6～10份组成。本发明专利技术提供的高强度合金材料耐磨处理材料的配比合理，制备的合金材料的耐磨性能大大提高，极大的提高了合金材料的物理性能和化学性能，充分保证了合金材料的使用寿命，值得推广和使用，得到的合金材料的强度、耐磨性能、冲击韧度均高于现有合金。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法
本专利技术属于材料制备
，尤其涉及一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法。
技术介绍
目前：磨损是材料的破坏形式之一。尽管磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失相当惊人。在冶金矿山、农机、煤炭等磨损严重的行业部门均使用大量耐磨材料，其中大部分材料因磨损而失效。据统计，工业发达国家机械装备以及零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值的4％左右，其中磨料磨损占金属磨损总量的50％。我国每年因磨料磨损所消耗的钢材达百万吨以上，仅煤矿用刮板输送机中部槽每年就消耗6～8万吨钢板。因此，加强高强度耐磨钢的开发应用，对国民经济有重要意义。但是现有的高强度合金材料的耐磨性能较差，无法满足实践需求。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的高强度合金材料的耐磨性能较差，无法满足实践需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法。本专利技术是这样实现的，一种高强度合金材料耐磨处理材料，所述高强度合金材料耐磨处理材料按照质量份数由铁8～12份、铝3～6份、稀盐酸4～5份、多巴胺水溶液6～8份、片状石墨3～5份、钨5～6份、铜4～7份、硅2～3份、锰3～4份、铬2～3份、镍3～4份、钼2～3份、钛1～2份、铌1～2份、锆3～5份、碳粉6～10份组成。本专利技术的另一目的在于提供一种高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法，所述高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法包括以下步骤：步骤一，对铝进行处理得到处理后的铝片：对铝片进行切割得到规格均一的铝片；将铝片置于稀盐酸中进行10～15min浸泡，去除表面的氧化层，得到纯净的铝片；在Tris-HCl缓冲溶液中加入盐酸多巴胺，进行多巴胺水溶液的配制；将纯净的铝片置于多巴胺水溶液中进行浸泡，浸泡结束后将取出铝片，使用去离子水进行清洗，得到处理后的铝片；步骤二，使用片状石墨进行氧化石墨烯的制备：向反应桶内加入浓硫酸、石墨粉和硝酸钠，低温搅拌反应后加入高锰酸钾并置于常温环境下进行反应得到第一反应物；向第一反应物中加入去离子水并将温度升至100℃并继续搅拌，得到第二反应物；向第二反应物中依次加入双氧水、盐酸溶液，经搅拌震荡得到沉淀，对沉淀进行充分碾压得到第三反应物；收集第三反应物并置于离心机中进行低速离心，调节pH得到氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行稀释，经超声波震荡剥离后取上层悬浊液，将得到的上层悬浊液烘干、粉碎，得到氧化石墨烯；步骤三，使用氧化石墨烯与处理后的铝片进行石墨烯复合铝片的制备：将氧化石墨烯置于球磨装置中球磨，得到氧化石墨烯微粉；将氧化石墨烯微粉添加至去离子水中进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；将处理后的铝片置于氧化石墨烯分散液中进行浸泡，浸泡的时间设定为20～40min，浸泡结束后将铝片取出，使用去离子水进行清洗、晾干，得到石墨烯复合铝片；步骤四，使用铁、石墨烯复合铝片、钨、铜、硅、锰、铬、镍、钼、钛、铌、锆、碳粉进行高强度合金材料耐磨处理材料的制备：按照质量份数称取铁、钨、铜、硅、锰、铬、镍、钼、钛、铌、锆、碳粉、石墨烯复合铝片；将钛、铌、锆混合得到第一混合物，将钨、锰、铬、钼混合得到第二混合物，将铁、铜、硅、镍、石墨烯复合铝片混合得到第三混合物；将第一混合物、第二混合物、碳粉进行混合，置于炼钢炉中进行高温熔融，后加入第三混合物，提高温度进行熔融，得到熔融液；将熔融液注入模具，得到高强度合金材料耐磨处理材料。进一步，步骤一中，所述多巴胺水溶液的浓度为2～3mg/ml。进一步，步骤一中，所述将纯净的铝片置于多巴胺水溶液中进行浸泡的时间为10～15min，浸泡温度为20～28℃。进一步，步骤二中，所述低温搅拌的温度为0～6℃，搅拌的转速为1000～1200r/min，搅拌的时间为10～25min。进一步，步骤二中，所述低速离心的转速为600～1000r/min。进一步，步骤二中，所述氧化石墨溶液的pH为6.5～8。进一步，步骤三中，所述球磨的压力为50～60N，球磨介质为锆球。进一步，步骤三中，所述超声分散的频率为55～60kHz，超声分散的时间为20～25min。进一步，步骤三中，所述氧化石墨烯分散液的浓度为10～12mg/ml。结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术提供的高强度合金材料耐磨处理材料的配比合理，制备的合金材料的耐磨性能大大提高，通过对合金材料的合理配比以及各种成分的巧妙添加，极大的提高了合金材料的物理性能和化学性能，充分保证了合金材料的使用寿命，值得推广和使用。本专利技术的高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法简便，通过进行不同金属的分别添加实现充分碳化，得到的合金材料的强度、耐磨性能、冲击韧度均高于现有合金。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的对铝进行处理得到处理后的铝片流程图。图3是本专利技术实施例提供的使用片状石墨进行氧化石墨烯的制备流程图。图4是本专利技术实施例提供的使用氧化石墨烯与处理后的铝片进行石墨烯复合铝片的制备流程图。图5是本专利技术实施例提供的使用铁、石墨烯复合铝片、钨、铜、硅、锰、铬、镍、钼、钛、铌、锆、碳粉进行高强度合金材料耐磨处理材料的制备流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高强度合金材料耐磨处理材料及其制备方法，下面结合附图对本专利技术作详细的描述。本专利技术实施例提供的高强度合金材料耐磨处理材料按照质量份数由铁8～12份、铝3～6份、稀盐酸4～5份、多巴胺水溶液6～8份、片状石墨3～5份、钨5～6份、铜4～7份、硅2～3份、锰3～4份、铬2～3份、镍3～4份、钼2～3份、钛1～2份、铌1～2份、锆3～5份、碳粉6～10份组成。如图1所示，本专利技术实施例提供的高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法包括以下步骤：S101，对铝进行处理得到处理后的铝片；S102，使用片状石墨进行氧化石墨烯的制备；S103，使用氧化石墨烯与处理后的铝片进行石墨烯复合铝片的制备；S104，使用铁、石墨烯复合铝片、钨、铜、硅、锰、铬、镍、钼、钛、铌、锆、碳粉进行高强度合金材料耐磨处理材料的制备。如图2所示，本专利技术实施例提供的对铝进行处理得到处理后的铝片，包括：S201，对铝片进行切割得到规格均一的铝片；S202，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度合金材料耐磨处理材料，其特征在于，所述高强度合金材料耐磨处理材料按照质量份数由铁8～12份、铝3～6份、稀盐酸4～5份、多巴胺水溶液6～8份、片状石墨3～5份、钨5～6份、铜4～7份、硅2～3份、锰3～4份、铬2～3份、镍3～4份、钼2～3份、钛1～2份、铌1～2份、锆3～5份、碳粉6～10份组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度合金材料耐磨处理材料，其特征在于，所述高强度合金材料耐磨处理材料按照质量份数由铁8～12份、铝3～6份、稀盐酸4～5份、多巴胺水溶液6～8份、片状石墨3～5份、钨5～6份、铜4～7份、硅2～3份、锰3～4份、铬2～3份、镍3～4份、钼2～3份、钛1～2份、铌1～2份、锆3～5份、碳粉6～10份组成。


2.一种如权利要求1所述高强度合金材料耐磨处理材料的高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法，其特征在于，所述高强度合金材料耐磨处理材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，对铝进行处理得到处理后的铝片：对铝片进行切割得到规格均一的铝片；将铝片置于稀盐酸中进行10～15min浸泡，去除表面的氧化层，得到纯净的铝片；在Tris-HCl缓冲溶液中加入盐酸多巴胺，进行多巴胺水溶液的配制；将纯净的铝片置于多巴胺水溶液中进行浸泡，浸泡结束后将取出铝片，使用去离子水进行清洗，得到处理后的铝片；
步骤二，使用片状石墨进行氧化石墨烯的制备：向反应桶内加入浓硫酸、石墨粉和硝酸钠，低温搅拌反应后加入高锰酸钾并置于常温环境下进行反应得到第一反应物；向第一反应物中加入去离子水并将温度升至100℃并继续搅拌，得到第二反应物；向第二反应物中依次加入双氧水、盐酸溶液，经搅拌震荡得到沉淀，对沉淀进行充分碾压得到第三反应物；收集第三反应物并置于离心机中进行低速离心，调节pH得到氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行稀释，经超声波震荡剥离后取上层悬浊液，将得到的上层悬浊液烘干、粉碎，得到氧化石墨烯；
步骤三，使用氧化石墨烯与处理后的铝片进行石墨烯复合铝片的制备：将氧化石墨烯置于球磨装置中球磨，得到氧化石墨烯微粉；将氧化石墨烯微粉添加至去离子水中进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；将处理后的铝片置于氧化石墨烯分散液中进行浸泡，浸泡的时间设定为20～40min，浸泡结束后将铝片取出，使用去离子水进行清洗、晾干，得到石墨烯复合铝片；
步骤四，使用铁、石墨烯复合铝片、钨、铜、硅、锰、铬、镍、钼、钛、铌、锆...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏浩然，
申请(专利权)人：江苏轩辕特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32