[發明專利]一種激光熔覆強化顎板及其制備方法

有效

• 申請號: 201310325530.9
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103436878A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 付宇明;陳德勝;鄭麗娟;霍立軍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/44;B02C1/10
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明屬于機械加工領域，特別涉及一種破碎機的顎板及其制備方法。

背景技術

顎式破碎機被廣泛應用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業中，用于各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎。顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎板（定顎），固定在機體前壁上，另一是活動顎板（動顎），位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔。由于顎式破碎機惡劣的工況，對顎板的耐磨和耐沖擊性能提出了更高要求，工程實際中常用普通顎板的材質是ZGMn13。

顎式破碎機的顎板表面通常做成齒形，齒形齒峰的角度為90°～120°，其大小由被破碎物料的性質和塊度而定。顎板在顎式破碎機工作時，直接與物料接觸，承受巨大的破碎力和物料的摩擦作用，顎板的使用壽命直接關系到顎式破碎機的工作效率和生產成本。因此，延長顎板的使用壽命就顯得尤為重要。

近年來，針對如何延長顎板的使用壽命，很多工程技術人員從設計、選材、裝配以及使用過程進行了很多改進，例如采用ZGMn13Cr2等多合金復合材料替代傳統的ZGMn13，可以達到提高壽命的目的。但是，采用這些工藝方法，普遍存在使得用戶企業成本提高，顎板的綜合性價偏低的問題。隨著礦料硬度的提高和品位的降低，對顎板提出了更加苛刻的要求，現有工藝方法無法滿足顎板長時間連續生產、低成本、低消耗的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、節能環保、成本低、壽命長的激光熔覆強化顎板及其制備方法。本發明主要是在現有普通顎板基礎上，通過激光熔覆技術制得強化顎板。

本發明的激光熔覆強化顎板是一種在普通顎板基材表面附有一層0.6-1.8mm厚的合金粉末熔層的強化顎板，其合金粉末的化學成分的質量百分比為：C0.15-0.85%，Cr7.5-16.5%，Ni2.5-32%，Mo5-15%，W4.7-9.4%余量為Fe。

上述激光熔覆強化顎板的制備方法：

1、對鑄造高錳鋼或合金結構鋼的普通顎板基材表面進行預處理，通過噴砂、打磨、清洗，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質。

2、按上述規定的化學配比，將粒度為120-325目合金粉末用三維混粉器混合2小時，混合均勻。

3、按上述合金粉末：白乳膠的重量比為10：1的比例混合，攪拌均勻，混合均勻后的合金粉末具有一定粘度且無結塊，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在上述處理后的顎板表面，預涂合金粉層厚度為0.8-2.0mm，晾干。

4、利用大功率半導體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進行掃描，半導體激光器功率P＝800-3800W、矩形光斑2×8mm、搭接率5-50％、掃描速度V＝100-720mm/min，使得預涂的合金粉末與顎板基材表面發生快速冶金反應，隨著半導體激光光束的移動，在顎板基材表面獲得均勻的0.6-1.8mm厚耐沖擊磨損合金層。

在半導體激光器輸出的矩形高能量光束作用下，預涂的合金粉末與顎板基材表面金屬發生快速冶金反應，在周圍常溫金屬的冷卻作用下，獲得了晶粒細小、組織致密帶有陶瓷顆粒增強相的合金層，制得了強化顎板，明顯提高了顎板的工作壽命。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、制備工藝簡單、無污染，成本明顯降低，適合大規模生產。

2、采用本發明方法制得的合金層，其中彌散分布著大量碳化物陶瓷硬質相，具有理想的抗沖擊磨粒磨損及硬面磨損性能，實現了顎板的強化，延長了顎板的工作壽命，與傳統ZGMn13顎板相比，其壽命提高1.5倍以上。

具體實施方式

實施例1：

對ZGMn13顎板基材表面通過噴砂方法進行預處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質；配制合金粉末5Kg，合金粉末的化學成分的質量百分比為：C0.15%，Cr7.5%，Ni2.5%，Mo5%，W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預涂合金粉層厚度為0.8mm，晾干；利用大功率半導體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進行掃描，半導體激光器功率P＝800W，矩形光斑2×8mm，搭接率5％，掃描速度V＝100mm/min，使得預涂的合金粉末與顎板基材表面發生快速冶金反應，在顎板基材表面獲得均勻的0.6mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強化顎板。

實施例2：