一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法技术

本发明专利技术属于耐磨技术领域，提供一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法。步骤为：制备基板

【技术实现步骤摘要】
一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法


[0001]本专利技术属于耐磨
，特别涉及一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法。

技术介绍

[0002]在工业生产领域中许多机械零部件的主要失效形式是磨损，磨损失效后无法完成预设的功能，目前多在零部件磨损位置制备不同性能要求的耐磨材料来提高部件使用寿命，耐磨材料需求量巨大。
[0003]耐磨材料是一类较为特殊的材料，它多用于存在磨损的场合，如：冶金、机械、建材、矿山、港口、石油、电力、煤炭、化工以及军事等各个工业领域中普遍存在。耐磨材料的工作环境非常复杂，有些耐磨材料需要在重载、冲击、腐蚀、粉尘、蒸汽、渣滓等恶劣工况条件下工作，这些环境会造成耐磨材料的巨大损耗和能源浪费。
[0004]矿山、冶金等行业用破碎机、蓖板，炼钢用熄焦罐，煤矿行业用各种易磨装备表面，根据要求需要制备耐磨层，以达到设备整体性能匹配。如果选用高硬度的耐磨材料来提高耐磨性，耐磨材料易开裂剥落，影响设备的使用寿命，而选用低硬度的耐磨材料，耐磨性能又较差，使用周期短。
[0005]目前出现了一种拼装型耐磨衬板，主要有两种方式：
[0006](1)耐磨钢板：钢板进行轧制后再进行特殊热处理，整体耐磨性提高，然后按需求裁截成相应的形状，制成不同形状耐磨板。优点是抗冲击性好，存在的问题是硬度提高幅度受到限制，不适应磨损恶劣的工况环境。
[0007](2)堆焊耐磨板：在基板上堆焊好耐磨层，然后按需求裁截成相应的形状，制成不同形状堆焊耐磨板，再将堆焊耐磨衬板拼装紧固或焊接在母体上，达到耐磨损的目的，另外堆焊耐磨衬板还可进行更换或再制造，存在的问题是：
①
堆焊层有裂纹，厚度有限制；
②
耐磨层虽然耐磨性好，但耐冲击性差，在冲击载荷作用下易脱落失效；
③
在基板上堆焊耐磨层时热输入的作用使整个衬板变形量大，校正困难，且基板整个处在热影响区内，发生相变后硬化，造成加工难度大，不易与母体配合安装，也不利用与母体焊接在一起。
[0008]如何解决上述技术难题，是本领域科技工作者的当务之急。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法，解决如下技术问题：
①
耐磨层无裂纹；
②
耐磨层抗冲击性强；
③
耐磨层与基板呈冶金结合，连接性好；
④
耐磨衬板变形量小且易于机加工；
⑤
耐磨衬板可采用焊接方式与母体连接；
⑥
相邻耐磨层间的距离可调节，且在使用过程中间隙扩大后可通过堆焊修复。
[0010]本专利技术采用如下技术解决方案：
[0011]一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法，所述耐磨衬板包括基板(1)和耐磨层(2)，制备方法如下：
[0012]步骤1：制备基板；
[0013]步骤2：在基板上加工凹槽；
[0014]步骤3：将钢结合金坯料压制成钢结合金棒；
[0015]步骤4：将压制成形的钢结合金棒放置于基板的凹槽内；
[0016]步骤5：将步骤4所得到的结构件放置于烧结炉中进行烧结，钢结合金棒露出凹槽的部分形成耐磨层，钢结合金棒处在凹槽内的部分与基板的凹槽四周及底部冶金结合在一起；
[0017]所述基板的材质为碳素钢、低合金钢、合金钢、高速工具钢、不锈钢的任意一种；
[0018]所述凹槽的截面形状与钢结合金棒的截面形状相同，钢结合金棒与凹槽的间隙为0
‑
0.15mm；
[0019]所述钢结合金包括硬质相和粘结相，硬质相所占质量百分比为20％
‑
60％，所述硬质相为碳化钨、碳化钛、碳化铌、碳化钒的一种或几种组合，所述粘结相为碳素钢、低合金钢、合金钢、高锰钢、高速工具钢的一种或几种组合；
[0020]所述步骤5中的烧结温度为T，所述基板的熔点为T
m
，T与T
m
之间的关系为T+100℃≤T
m
，烧结时间为5h
‑
12h。
[0021]所述基板的厚度为6mm
‑
50mm。
[0022]所述凹槽均匀分布，凹槽之间的间隙为1mm
‑
12mm，优选3mm
‑
10mm。
[0023]所述凹槽的深度为0.01δ
‑
0.7δ，δ为基板的厚度。
[0024]所述钢结合金棒垂直轴线方向的截面形状为圆形、椭圆形、长方形、正方形、三角形、正多边形和非规则形状的任意一种，所述钢结合金棒轴线垂直基板平面或平行基板平面。
[0025]所述耐磨层高于基板的高度为2mm
‑
12mm。
[0026]与现有技术相比，采用本专利技术的制备方法制备的耐磨衬板具有以下有益技术效果：
[0027]1、耐磨层致密性好且不会产生裂纹，延长了耐磨衬板的使用周期。
[0028]2、耐磨层抗冲击性强，可以承受冲击载荷的作用，不会开裂脱落。
[0029]3、耐磨层与基板之间为冶金结合，连接性好，使用过程中两者不会发生剥离现象。
[0030]4、耐磨衬板变形量小且易于机加工，厚度可调节且便于与母体安装在一起。
[0031]5、耐磨衬板可采用焊接方式与母体连接，一方面增大连接强度，另一方面不需在母体上开孔后再安装，不会对母体产生损伤。
[0032]6、根据物料的尺寸可调节耐磨层的距离，耐磨层间的间隙扩大后可通过堆焊完成修复，降低了使用成本，提高了工作效率。
[0033]7、采用本专利技术制备的耐磨衬板，将常规结构的耐磨衬板的使用寿命从8000小时提升到15000小时以上(正常工况)，而在极端恶劣的工况条件下可将耐磨衬板的使用寿命从1800小时提升到3500小时以上。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例1的主视图；
[0035]图2是图1中A
‑
A截面的剖视图；
[0036]图3是图1的俯视图；
[0037]图4是本专利技术实施例中基板的截面图；
[0038]图5是本专利技术实施例2的俯视图；
[0039]图6是本专利技术作为柱体外圆使用的耐磨衬板实施例3的主视图；
[0040]图7是本专利技术作为腔体内圆使用的耐磨衬板实施例4的主视图；
[0041]图8是本专利技术钢结合金棒的轴线垂直基板平面的耐磨衬板实施例5的俯视图；
[0042]图9是图8中B
‑
B截面的剖视图。
[0043]附图标记说明：1、基板；1
‑
1、凹槽；2、耐磨层。
具体实施方式
[0044]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拼装/焊接的钢结合金耐磨衬板的制备方法，所述耐磨衬板包括基板(1)和耐磨层(2)，其特征在于，制备方法如下：步骤1：制备基板(1)；步骤2：在基板(1)上加工凹槽(1
‑
1)；步骤3：将钢结合金坯料压制成钢结合金棒；步骤4：将压制成形的钢结合金棒放置于基板(1)的凹槽(1
‑
1)内；步骤5：将步骤4所得到的结构件放置于烧结炉中进行烧结，钢结合金棒露出凹槽(1
‑
1)的部分形成耐磨层(2)，钢结合金棒处在凹槽(1
‑
1)内的部分与基板(1)的凹槽(1
‑
1)四周及底部冶金结合在一起；所述基板(1)的材质为碳素钢、低合金钢、合金钢、高速工具钢、不锈钢的任意一种；所述凹槽(1
‑
1)的截面形状与钢结合金棒的截面形状相同，钢结合金棒与凹槽(1
‑
1)的间隙为0
‑
0.15mm；所述钢结合金包括硬质相和粘结相，硬质相所占质量百分比为20％
‑
60％，所述硬质相为碳化钨、碳化钛、碳化铌、碳化钒的一种或几种组合，所述粘结相为碳素钢、低合金钢、合金钢、高锰钢、高速工具钢的一种或几种组合；所述步骤5中的烧结温度为T，所述基板(1)的熔点为T
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智泉，尼军杰，张海燕，杨威，李恒，高站起，魏炜，石亚丽，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：