本发明专利技术公开了一种强化碳化钨耐磨复合板的制备方法，是选用适合加热炉炉膛大小的低碳钢板或低合金钢板作为基板，在清理面上均匀散布去膜剂、合金粉末、碳化钨粉末和造渣剂粉末，水平放入加热炉内，加热升温制得。利用本发明专利技术方法生产的强化碳化钨耐磨复合板，其工作层的耐磨合金不仅表面平整、美观，而且可以直接用于要求表面平整的工况(如挡板等)，省去了机械加工工序和相应生产费用，所述复合板能广泛适用于高磨料磨损工况，具有较高的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐磨复合板的制备方法，尤其涉及一种强化碳化钨高耐磨复合板的制备方法。
技术介绍
在工业生产领域中，金属磨损是造成机械零件失效的主要原因之一，如冶金、煤炭、电力、航道疏浚等行业的物料输送系统，部件磨损非常严重。磨损不仅造成材料的巨大损失，而且检修往往会造成停产，影响生产线的正常运行。因此研究和开发高耐磨材料一直受到材料工作者的重视。整体铸造的抗磨合金为传统的耐磨材料，如高锰钢、白口铸铁、铬系抗磨铸铁等， 用这类材料能使机件的抗磨损性能得到大幅度提高。但这些材料还存在某些不足，如白口铸铁和铬系抗磨铸铁脆性较大，不耐冲击，在有冲击的工况条件下易发生断裂或剥落，高锰钢抗磨粒磨损性能较差，同时大部分耐磨铸件结构较笨重，不利于降低结构自重，用焊接方法与其它部件的连接比较困难。针对传统耐磨材料存在的不足，人们开发了耐磨复合钢板。这种耐磨复合钢板是采用堆焊技术制成的，耐磨合金层多采用高碳铬铁，现已得到广泛应用，在节能降耗、提高生产效率方面发挥了重要作用。其生产工艺是，采用药芯焊丝、焊条、合金粉块等耐磨焊接材料，有时也向焊接区添加合金粉末，应用焊接方法，将耐磨焊接材料熔敷到低碳钢基体上，再通过校平工艺，制成耐磨复合板。耐磨复合钢板的主要优点是，耐磨复合层可以根据工件工况条件调整合金体系，充分发挥合金的效能，同时也有益于节省贵重合金；复合钢板可以在冲击较大的工况条件下使用；由于基板采用低碳钢制造，与其它工件的焊接比较容易，因此可用复合钢板拼焊机件，这种加工方法之方便是其它耐磨材料所不及的。如申请号为201010583490. 4的专利技术专利“用于溜槽的高耐磨复合板”、申请号为201020125565. X的技术专利“一种金属机件耐磨复合板”等是用药芯焊丝等焊接材料，在普通碳钢表面堆焊耐磨合金，制成耐磨复合板的。然而，采用堆焊工艺生产耐磨复合板，生产效率非常低。即使采用自动堆焊技术，每班(按8小时计算)也只能堆焊耐磨层厚度为3 4mm的耐磨钢板1平方米左右，手工堆焊的生产效率更低。高铬铸铁耐磨合金层虽然具有良好的耐磨性能，但对于一些磨损严重的工况，或者要求使用寿命更高的耐磨件，高铬铸铁往往无法满足要求。随着机械零部件使用工况的日益苛刻，对耐磨复合板的数量和质量提出了更高的要求，低成本、大批量、特殊规格高耐磨复合板生产技术的开发也变得更加迫切。经检索，以加热炉方式制备强化碳化钨高耐磨复合板的方法还未见报道。
技术实现思路
针对现有高铬铸铁系耐磨合金无法满足更高抗磨性要求的现状，本专利技术提供了一种强化碳化钨高耐磨复合板的制备方法。本专利技术的技术构思是以低碳钢板或者低合金钢板作为基板，首先将基板表面的铁锈、油污等杂质采用机械方法或者化学方法清除干净，然后水平放置基板，在基板表面上均勻散布去膜剂，再在去膜剂上面均勻散布上合金粉末，合金粉末的熔点低于基板的熔点， 然后在合金粉末的上面均勻散布上碳化钨粉末。在碳化钨粉末的表面散布上造渣剂，造渣剂的熔点低于合金粉末的熔点，加热时形成液态熔渣隔绝空气对合金粉末的氧化。将散布上去膜剂、合金粉末、碳化钨粉末与造渣剂粉末的基板水平放置到加热炉内，加热炉根据其容积可以一次放置多块，加热炉的初始温度为合金粉末熔点以下的任意温度，将炉温加热到合金粉末的熔点以上、基板的熔点以下，保温一定时间，合金粉末熔化形成液体，在该温度下，去膜剂与基板表面的氧化膜反应形成熔渣去除氧化膜，同时碳化钨粉末由于比重较大，沉入熔化的合金粉末液态金属中，由于加热温度不超过碳化钨的熔点，使碳化钨不会分解，从而保持其高耐磨性能。去膜剂与基板表面的氧化膜反应形成的熔渣浮到熔化合金的上面，使熔化的合金能够很好地润湿基体，作为去膜剂反应产物的熔渣和造渣剂形成的熔渣起到隔绝空气的保护作用。保温一定时间，熔化合金与基板、碳化钨通过扩散实现冶金结合。最后，出炉冷却，得到强化碳化钨耐磨复合板。本专利技术所述强化碳化钨耐磨复合板的制备方法，步骤包括(1)选用适合加热炉炉膛大小的低碳钢板或低合金钢板作为基板，采用机械方法或化学方法清理基板的任意一表面的油污、铁锈；上述基板表面的油污、铁锈采用机械方法去除时，可以选用常用的金属丝轮或者砂轮打磨清理，或者采用常用的喷丸或者喷砂处理；优先选用喷丸处理方法；上述基板表面的油污、铁锈等采用化学方法去除时，可以采用硫酸或盐酸，或使用两者的混合水溶液。酸洗的参数为，10%的硫酸或盐酸水溶液，酸洗温度为40-60°C，酸洗时间10-20分钟；或者5% -10%硫酸和2% -10%盐酸混合水溶液，酸洗温度20°C，酸洗时间 2-10分钟；(2)将清理好的基板清理面朝上，水平放置，并在清理面上均勻散布去膜剂；(3)在去膜剂表面再均勻散布上合金粉末；(4)将步骤C3)所加合金粉末质量10 60%量的碳化钨粉末再均勻散布于合金粉末表面；(5)在碳化钨粉末的表面均勻散布上造渣剂粉末；(6)将散布有去膜剂、合金粉末、碳化钨粉末和造渣剂粉末的基板，水平放入加热炉内，加热升温(炉内可以用氮气或氩气保护，也可以不用保护，直接在空气中加热)，制备强化碳化钨耐磨复合板；其特征在于步骤(1)所述低碳钢板选Q195或Q235低碳钢板；所述低合金钢板选Q345低合金钢板；步骤( 所述去膜剂以质量百分比计是100%硼砂；或是25%硼砂与硼酸75% ； 或是80%硼酸、15%硼砂与5%氟化钙；或是30%硼酸与70%氟硼酸钾；步骤⑵所述去膜剂散布的厚度为0. 1-0. 8mm ；步骤C3)所述合金粉末的粒度为-40目 +300目；所述合金粉末的成分以质量百分比计是C为3% 3. 6%,Cr为沘％ 32%、B为1. 5% 2. 5%,Si为1. 5% 2. 5%,Mo为3. 0% 4. 0%、Ni为4. 0% 6. 0%、余为！^和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为1200 1250°C，合金粉末熔敷金属的硬度58 62HRC;或者C为4. 5% 5.0%、Cr为 45% 50%、B为1.8% 2.3%、Si为0.8% 1.4%、余为!^e和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为1200 1280°C，合金粉末熔敷金属的硬度63 68HRC ；或者C为0. 6% 1. 0%、B 为 2. 5% 4. 5%、Si 为 3. 0% 5. 0%、Cr 为 14% 17%、Fe 不超过 15%、余为Ni和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为980 1020°C，合金粉末熔敷金属的硬度 55-62HRC ；步骤( 所述合金粉末散布的厚度为0. l-20mm ；步骤(4)所述碳化钨粉末的粒度为-40目 +300目，使用量优选是步骤( 所加合金粉末质量的20 60% ；步骤(5)所述造渣剂粉末的粒度为-50目，其成分以质量百分比计是CaF2* 30% 50%，CaO为30% 35%，余为SW2和不影响其性能的杂质，其熔点为1100°C 1200 0C ；步骤(5)所述造渣剂粉末的厚度为0. 5 2. 5mm ；步骤(6)所述加热升温制备强化碳化钨耐磨复合板的条件是以低于步骤(3)所述合金粉末熔点温度起始加热，使炉内温度达到高于合金粉末熔点30 50°C，保温10分钟 40分钟，然后降温到合金粉末熔点以下40 60°C，保温0. 5 6小时后出炉，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种强化碳化钨耐磨复合板的制备方法，步骤包括：（１）选用适合加热炉炉膛大小的低碳钢板或低合金钢板作为基板，采用机械方法或化学方法清理基板的任意一表面的油污、铁锈；（２）将清理好的基板清理面朝上，水平放置，并在清理面上均匀散布去膜剂；（３温到合金粉末熔点以下４０～６０℃，保温０．５～６小时后出炉，即得强化碳化钨耐磨复合板。１２００℃；步骤（５）所述造渣剂粉末的厚度为０．５～２．５ｍｍ；步骤（６）所述加热升温制备强化碳化钨耐磨复合板的条件是：以低于步骤（３）所述合金粉末熔点温度起始加热，使炉内温度达到高于合金粉末熔点３０～５０℃，保温１０分钟～４０分钟，然后降４０目～＋３００目，使用量是步骤（３）所加合金粉末质量的２０～６０％；步骤（５）所述造渣剂粉末的粒度为－５０目，其成分以质量百分比计是：ＣａＦ２为３０％～５０％，ＣａＯ为３０％～３５％，余为ＳｉＯ２和不影响其性能的杂质，其熔点为１１００℃～５．０％、Ｃｒ为１４％～１７％、Ｆｅ不超过１５％、余为Ｎｉ和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为９８０～１０２０℃，合金粉末熔敷金属的硬度５５－６２ＨＲＣ；步骤（３）所述合金粉末散布的厚度为０．１－２０ｍｍ；步骤（４）所述碳化钨粉末的粒度为－４５％～５０％、Ｂ为１．８％～２．３％、Ｓｉ为０．８％～１．４％、余为Ｆｅ和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为１２００～１２８０℃，合金粉末熔敷金属的硬度６３～６８ＨＲＣ；或者Ｃ为０．６％～１．０％、Ｂ为２．５％～４．５％、Ｓｉ为３．０％～为１．５％～２．５％、Ｓｉ为１．５％～２．５％、Ｍｏ为３．０％～４．０％、Ｎｉ为４．０％～６．０％、余为Ｆｅ和不影响合金粉末性能的杂质，其熔点为１２００～１２５０℃，合金粉末熔敷金属的硬度５８～６２ＨＲＣ；或者Ｃ为４．５％～５．０％、Ｃｒ为１５％硼砂与５％氟化钙；或是３０％硼酸与７０％氟硼酸钾；步骤（２）所述去膜剂散布的厚度为０．１－０．８ｍｍ；步骤（３）所述合金粉末的粒度为－４０目～＋３００目；所述合金粉末的成分以质量百分比计是：Ｃ为３％～３．６％、Ｃｒ为２８％～３２％、Ｂ热炉内，加热升温，制备强化碳化钨耐磨复合板；其特征在于：步骤（１）所述低碳钢板选Ｑ１９５或Ｑ２３５低碳钢板；所述低合金钢板选Ｑ３４５低合金钢板；步骤（２）所述去膜剂以质量百分比计是：１００％硼砂；或是２５％硼砂与硼酸７５％；或是８０％硼酸、）在去膜剂表面再均匀散布上合金粉末；（４）将步骤（３）所加合金粉末质量１０～６０％量的碳化钨粉末再均匀散布于合金粉末表面；（５）在碳化钨粉末的表面均匀散布上造渣剂粉末；（６）将散布有去膜剂、合金粉末、碳化钨粉末和造渣剂粉末的基板，水平放入加...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊生，孙逸群，张凌峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88
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