基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材的製作方法

2023-09-14 18:36:20

基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材，基層板(1)為碳鋼板基層，覆層(2)為陶瓷相覆層；覆層(2)的主要成份為：B:1.3～1.5%、C：0.4～0.5%、Ti：3～4%、Ni：1.5～2.5%、Mn：6～8%、Fe：84～86%。優選方式下，覆層(2)厚度15-25mm；基層板(1)厚度10-15mm。本實用新型相比傳統耐磨材料壽命將提高一倍，材料的適用範圍廣，應用局限性小，提高了材料硬度，解決了現有耐磨材料加工性、焊接性不好的問題，此外，本實用新型材料的生產工藝特殊，不用燒結，低碳環保。本實用新型專門針對風扇式磨煤機的風扇磨盤易磨損處設計，通過普通碳鋼板基層的焊接固定，使得陶瓷相的耐磨層發揮出耐磨優勢。
【專利說明】基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種複合板材，更具體地說，涉及一種兼具耐磨性和焊接性能的複合板材，專用於風扇式磨煤機的風扇磨盤中。

【背景技術】
[0002]現有的燃燒合成技術已將廣泛用於製備多種先進陶瓷材料。超重力燃燒合成裝置也已經為人們所利用，如文獻《超重力燃燒合成鈦基陶瓷複合材料》、《超重力熔鑄快速緻密化技術裝備YAG陶瓷材料的研究》、《超重力輔助燃燒合成熔滲梯度Ni (WC-Ni)硬質合金複合材料》、《N1-ΙΑΙ體系絕熱溫度的數值計算與試驗驗證》等都有所記載。自蔓延高溫合成主要特點是利用化學反應自身放熱維持反應進行。與傳統的高溫固相反應相比，燃燒合成不僅反應迅速、製備周期短，而且充分利用反應放熱，不需要外部熱源維持供熱，因而能夠大幅度減少能耗、降低成本。
[0003]此外，現有技術廣泛用到耐磨板，如風扇式磨煤機中風扇磨盤。現有技術的耐磨板存在如下問題:
[0004]1、許多高錳鋼製作的耐磨部件，由於不能受到足夠的衝擊，無法提高其表面硬度，所以在細磨料磨損中達不到耐磨效果。
[0005]2、耐磨鑄鐵製作的耐磨部件，韌性不好，易斷裂。
[0006]3、碳化鎢碳化鈦等硬質合金耐磨部件，很難對其進行再加工，安裝方式受限，不能對其機加工和焊接，其高壓燒結的製造工藝決定其尺寸做不了太大，耗能大且易碎。
[0007]4、耐磨焊條堆焊耐磨部件，堆焊厚度一般為15mm，易開裂、破損。


【發明內容】

[0008]本發明旨在通過超重力燃燒合成裝置製造一種陶瓷相和金屬相複合的耐磨板材，從而使得複合板材兼具耐磨性能和焊接性能。主要用於風扇式磨煤機的風扇磨盤中，位於易磨損處通過焊接固定使用。
[0009]為了達到上述目的，本發明提供一種基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材，基層板為碳鋼板基層，覆層為陶瓷相覆層；所述覆層的主要成份為:
[0010]B: 1.3 ?1.5%
[0011]C:0.4 ?0.5%
[0012]T1:3 ?4%
[0013]N1:1.5 ?2.5%
[0014]Mn:6 ?8%
[0015]Fe: 84 ?86%
[0016]優選方式下,所述覆層厚度15-25mm ;所述基層板厚度10-15_。這一厚度專門針對風扇式磨煤機的風扇磨盤易磨損處設計，通過普通碳鋼板基層的焊接固定，使得陶瓷相的耐磨層發揮出耐磨優勢。具體說，在普通碳鋼板基層的一面可以進行任意的機械加工，如焊接、打孔等，保證安裝匹配。而本發明產品有良好的韌性，在高衝擊力作用下仍能保證材料的完整性和耐磨性。
[0017]本發明的複合板材，較現有技術有如下優勢:
[0018]相比高錳鋼，本發明耐磨材料在細磨料磨損中有巨大優勢，其維氏硬度最大可達1000，而高錳鋼在400-500左右。
[0019]相比耐磨鑄鐵耐磨材料，本發明耐磨材料硬度大,且韌性好。
[0020]相比碳化鎢碳化鈦等硬質合金，本發明耐磨材料有很大的可加工性，焊接性，尺寸可以做大，可生產直徑200_圓形產品，以及邊長150_方形產品，對於方形產品可以任意拼接出更大塊，由於製造工藝是在超重力下自蔓延反應，所以其耗能小，無汙染。
[0021]相比耐磨焊條堆焊，本發明耐磨材料厚度更厚，厚度可達40mm，且不易開裂破損。
[0022]綜上，本發明相比傳統耐磨材料壽命將提高一倍，材料的適用範圍廣，應用局限性小，提高了材料硬度，解決了現有耐磨材料加工性、焊接性不好的問題，此外，本發明材料的生產工藝特殊，不用燒結，低碳環保。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0024]本發明生產的耐磨材料為鐵基碳化鈦硼化鈦耐磨材料，以超重力燃燒合成裝置為載體進行自蔓延反應形成雙金屬複合耐磨材料。配比好的原料預裝在轉子的兩端的模具內，轉子轉速加速度高達lOOOg，引燃模具內的材料進行反應，整個反應過程均在真空狀態下進行，耐磨材料熔合在鋼板上，使產品形成分層。
[0025]複合材料上部分覆層為陶瓷相的超級耐磨材料，厚度15_25mm ;下部分為基層板，選用普通碳鋼，厚度10-15mm左右，上下兩層完全融合一體，硬度可達到HV700-1000，韌性良好，由於底層為普通碳鋼，所以容易焊接且焊接效果良好。其中，陶瓷相的超級耐磨材料主要成份:
[0026]B: 1.3 ?1.5%
[0027]C:0.4 ?0.5%
[0028]T1:3 ?4%
[0029]N1:1.5 ?2.5%
[0030]Mn:6 ?8%
[0031]Fe: 84 ?86%
[0032]一種【具體實施方式】中，陶瓷相的超級耐磨材料主要成份:
[0033]B: 1.5%
[0034]C:0.5%
[0035]Ti:4%
[0036]Ni:2%
[0037]Mn:7%
[0038]Fe:85%
[0039]本發明金屬複合材料,一面是以陶瓷相和金屬相為主體的耐磨材料,一面是普通金屬，材料的兩面緊密結合在一起，保證了在金屬一面可以進行任意的機械加工，如焊接、打孔等，保證安裝匹配。該產品有良好的韌性，在高衝擊力作用下仍能保證材料的完整性和耐磨性。
[0040]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於陶瓷相和金屬相的複合耐磨板材，其特徵在於，包括基層板(I)和覆層(2)，所述基層板(I)為碳鋼板基層，覆層(2)為陶瓷相覆層； 其中，所述覆層⑵厚度15-25mm ;所述基層板(I)厚度10_15mm。
【文檔編號】B32B9/04GK203994907SQ201420125590
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】柴豫, 李國斌 申請人:大連漢頓工業有限公司