[發明專利]一種大尺寸雙金屬耐磨耐蝕復合板的制造方法

有效

• 申請號: 201810043727.6
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108179417B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 黎文強;馬宗彬;韓光普;陳濤;丁紫陽;王騰飛;楊道鋒;張海豹
• 申請（專利權）人: 河南省煤科院耐磨技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/44;C22C38/02;C22C38/04;C21D8/02;C21D10/00
• 代理公司: 41113 鄭州天陽專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 聶孟民<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及大尺寸雙金屬耐磨耐蝕復合板的制造方法，有效解決生產大尺寸復合板耐磨、耐腐蝕，生產效率高，成品率高，且表面平整、無裂紋的問題，對工件的金屬基體板材清除表面的凹坑；對工件預先進行反變形，對金屬基體板材預變形凸起面進行激光熔覆，將金屬基體板材平放于工作臺上，帶有“蛇形”隔板的冷卻循環水槽中注水浸沒至金屬基體板材厚度的3/4，保持冷卻水循環，水槽上設置有多道蛇形水槽隔板，以增加水流量，提高熔覆的效率和質量，熔覆層厚度1.0～3.5mm，停止激光熔覆，對復合板材振動消除應力，防止出現裂紋；然后進行機械加工處理，使表面無裂紋、無氣孔、無夾雜，本發明方法簡單，易操作，生產效率高，產品質量好，經濟效益巨大。

技術領域

本發明涉及板材，特別是一種大尺寸雙金屬耐磨耐蝕復合板的制造方法。

背景技術

大尺寸耐磨耐蝕復合板是煤礦、石油、化工、冶金等行業生產中常用的板材，所述的大尺寸是指1000mm≤長≤3000mm、500mm≤寬≤2500mm、板厚≥20mm的復合板，目前由于大尺寸復合板在結構上、材料上以及制備方法上存在的問題，在使用中明顯存在以下技術問題：

（1）磨損和腐蝕是金屬材料失效的主要原因，不僅會嚴重影響機械設備的正常運轉，還會造成金屬材料資源的巨大浪費，其解決方法是提高金屬材料的性能。由于我國技術水平受限，高性能、高質量的金屬板材大多依賴于國外進口，而且價格昂貴，因此采用表面改性技術來增加金屬板材表面的使用性能是一種切實可靠、經濟實惠的解決途徑。

（2）通過一定的技術手段對金屬板材表面進行改性處理，使其具有耐磨防腐等特異性能。耐磨耐蝕復合板目前常采用的方法是采用電鍍、噴涂、堆焊等方法制得，但電鍍、噴涂由于其技術缺陷：涂層與基材結合力弱、致密性差等問題無法滿足在煤礦、冶金等行業工況的使用；而采用堆焊技術常采用焊絲/焊條、等離子堆焊等方法制備的復合板由于堆焊工藝熱輸入量大，對基材熱影響區大，會造成耐磨耐蝕復合板因受熱影響變形大，功能熔覆層出現裂紋的概率增大，嚴重影響耐磨耐蝕復合板的使用，甚至造成復合板質量因不能滿足工況技術要求而報廢。

（3）激光熔覆技術是近年新型的一種表面改性技術，它是利用高能激光束作為熱源，將基材和滿足特定需求的熔覆材料同時熔化，形成特殊性能的表面熔覆層，該技術具有能量集中、熱輸入小，熔深淺，工件變形小等優點。

（4）目前，關于利用激光熔覆技術制備復合板的專利和相關報告很多，例如：

①公開號為CN102453909的發明專利《一種具有雙金屬的復合板材的制造方法》，其特點是在基材表面采用激光熔覆成型的方法制造所需功能層，并通過在工裝下部加冷卻水槽來防止變形，其工藝步驟為： 1）按照設計圖要求制備工裝，通過普通的機械加工對以選定的基體材料加工；2）對選定基體材料探傷和清理；3）激光熔覆成型；4）通過機械加工對熔覆層表面進行處理；5）檢驗，不允許有裂紋、氣孔、夾雜。

②公開號為CN103192162的發明專利《一種耐腐蝕耐磨復合板》和公開號為CN103192161的發明專利《一種適用于高溫工況的耐腐蝕耐磨復合板》兩個發明專利為相同的發明人，其方法均是以低碳鋼板或者低合金鋼板作為基板，采用專用的耐腐蝕耐磨堆焊藥芯焊絲在基板表面堆焊復合層，獲得耐腐蝕耐磨復合金屬板坯料，再用制備的專用封縫劑對校平的復合金屬板坯料表面的裂紋進行封縫處理，制得耐腐蝕耐磨復合金屬板。

現有技術給出的上述技術方案雖能利用激光熔覆技術制備耐磨耐蝕復合板，但是對于采用激光熔覆技術連續制備大尺寸(1000mm≤長≤3000mm, 500mm≤寬≤2500mm)且無變形、無裂紋的耐磨耐蝕復合板仍有一定的技術難度。由上述可以看出，現有方法制備的復合板存在生產效率低、成本率低，主要體現在：

復合板制備成功低，不能連續制備大尺寸(1000mm≤長≤3000mm, 500mm≤寬≤2500mm)的耐磨耐蝕復合板；

耐磨耐蝕復合板有變形，嚴重影響工件的正常使用；