[發(fā)明專利]金屬板表層原位合成碳化鎢顆粒強(qiáng)化復(fù)合耐磨層制備工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110330708.X
• 申請(qǐng)日: 2011-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN102337536A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王發(fā)展
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨層的制備，特別是一種金屬板材表層原位合成碳化鎢顆粒強(qiáng)化復(fù)合耐磨層的制備工藝。

背景技術(shù)

耐磨鋼板是指專供大面積磨損工況條件下使用的特種板材產(chǎn)品。耐磨鋼板廣泛應(yīng)用于冶金、水泥、礦山、電力等行業(yè)。例如，在冶金行業(yè)中的應(yīng)用有：溜槽、風(fēng)機(jī)、稱量斗、選粉機(jī)葉片、滑板、除渣管道、高爐爐頂料斗、泵殼、破碎機(jī)部件、卡車貨槽襯板、高爐扇形入口板、熔渣磨損板、燒結(jié)機(jī)高溫礦料溜槽等。在水泥行業(yè)中的應(yīng)用有：刮料板、溜子、導(dǎo)風(fēng)錐、導(dǎo)向葉片、除塵管道、除渣槽、石料、礦料破碎機(jī)打擊襯板、輥壓機(jī)側(cè)襯板、各種底盤、振動(dòng)篩、泵殼、磨機(jī)內(nèi)襯、破碎機(jī)零件、塔式立窯塔頂?shù)取Ｔ诘V山行業(yè)中的應(yīng)用有：輪斗挖掘機(jī)的錐體耐磨襯板、刮板式輸煤機(jī)中部槽中板、輸料槽、料斗、井礦提升箕斗、洗煤廠的管道、溜槽、排土機(jī)襯板、盾構(gòu)機(jī)襯板、輸煤管道、彎頭等。在電力行業(yè)中的應(yīng)用有：風(fēng)機(jī)葉片、燃燒器管線、堆取料機(jī)料斗、料倉(cāng)襯板、磨煤機(jī)襯板、煤粉輸送管、煤粉分配器隔板、卸煤設(shè)備襯板、風(fēng)扇磨煤機(jī)打擊襯板、輸料槽和料斗內(nèi)襯等。

目前，常用的耐磨鋼板制備有三種：(1)鑄造耐磨鋼板；(2)合金淬火耐磨鋼板；(3)復(fù)合耐磨鋼板。鑄造耐磨鋼板和合金淬火耐磨鋼板整體仍為單一材質(zhì)，難以做到強(qiáng)度、韌性、塑性等綜合性的統(tǒng)一，尤其不能做到耐磨性與經(jīng)濟(jì)性能的最優(yōu)化。復(fù)合耐磨鋼板就是在韌性、塑性較好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過堆焊方法復(fù)合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的合金耐磨層而制成的板材產(chǎn)品。復(fù)合耐磨鋼板由低碳鋼板和合金耐磨層兩部分組成。工作時(shí)由基體提供抵抗外力的強(qiáng)度、韌性和塑性等綜合性能，由合金耐磨層提供滿足指定工況需求的耐磨性能。耐磨鋼板合金耐磨層和基板之間是冶金結(jié)合。通過專用設(shè)備，采用自動(dòng)焊接工藝，將高硬度自保護(hù)合金焊絲均勻地焊接在基板上，復(fù)合層數(shù)一層至兩層以至多層。這種工藝的缺點(diǎn)是：復(fù)合過程中由于合金收縮比不同，容易出現(xiàn)均勻橫向裂紋，這是堆焊復(fù)合耐磨鋼板的顯著缺點(diǎn)。另外，這種工藝形成的同一層耐磨層硬度不均勻。目前，堆焊合金耐磨層主要以鉻合金為主，同時(shí)還添加錳、鉬、鈮、鎳等其它合金成份。

目前，在鋼板表面形成耐磨層的工藝還有：激光表面熔覆法、氧乙炔噴焊法、等離子噴涂法等。激光表面熔覆法設(shè)備復(fù)雜，投資大，而且激光表面熔覆耐磨層太薄。氧乙炔噴焊法制備的表層耐磨層質(zhì)量較差。感應(yīng)交變磁場(chǎng)可在工件內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致表面層內(nèi)形成封閉的渦流。感應(yīng)頻率越高，則加熱層的厚度越薄。因此，利用感應(yīng)加熱可以在鋼板表面制備出耐磨層。但是，目前報(bào)道的方法都是先在鋼板表面涂覆上與耐磨層相同材質(zhì)的基料，然后再感應(yīng)加熱使其熔化而在鋼板表面附加的形成一層新的耐磨層。

目前市場(chǎng)上耐磨鋼板有鑄造耐磨鋼板、合金淬火耐磨鋼板和復(fù)合耐磨鋼板。復(fù)合耐磨鋼板一般通過堆焊方法復(fù)合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的合金耐磨層而制成的板材產(chǎn)品。這種工藝的缺點(diǎn)是：復(fù)合過程中由于合金收縮比不同，容易出現(xiàn)均勻橫向裂紋，這是堆焊復(fù)合耐磨鋼板的顯著缺點(diǎn)。另外，這種工藝形成的同一層耐磨層硬度不均勻。目前，堆焊合金耐磨層主要以鉻合金為主，同時(shí)還添加錳、鉬、鈮、鎳等其它合金成份。目前，在鋼板表面形成耐磨層的工藝還有：激光表面熔覆法、氧乙炔噴焊法、等離子噴涂法等。激光表面熔覆法設(shè)備復(fù)雜，投資大，而且激光表面熔覆耐磨層太薄。氧乙炔噴焊法制備的表層耐磨層質(zhì)量較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種金屬板材表層原位合成碳化鎢顆粒強(qiáng)化復(fù)合耐磨層板材的生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)效率高，可直接利用目前市場(chǎng)上廣泛使用的各種合金鋼板材。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種金屬板材表層原位合成碳化鎢顆粒強(qiáng)化復(fù)合耐磨層的制備工藝，其特征在于，該工藝按以下步驟進(jìn)行：

1)首先對(duì)要進(jìn)行表層強(qiáng)化的金屬板材進(jìn)行表面除銹；

2)將除銹后的金屬板材表面涂覆一層增碳劑，待增碳劑干燥后，再在其上涂敷一層1.5mm～2.0mm保溫涂層；

所述的增碳劑由丙三醇和細(xì)石墨粉構(gòu)成，并用酒精或丙酮調(diào)至稀糊狀；

所述的溫涂層由硅酸鋁粉和水玻璃構(gòu)成，硅酸鋁粉占45wt％；

3)將經(jīng)涂覆有增碳劑和保溫涂層的金屬板材放入高頻感應(yīng)器中進(jìn)行表層增碳處理，表層增碳的溫度控制在950℃～1000℃之間；