CN102310184A - 耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板 - Google Patents

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陈建波
张亚彬
庞于思
安志平
刘焕龙
霍川喜
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Abstract

本发明公开了一种耐磨复合钢板的制造方法，包括以下步骤：离心浇铸复合钢管；将浇铸出的复合钢管进行粗加工；将粗加工后的复合钢管切割成弧板；将弧板料常温入加热炉加热；将预热后的弧板料锻平或轧平；将钢板进行粗加工；将粗加工后的钢板进行热处理；精磨热处理后的复合钢板。本发明耐磨复合钢板的制造方法节省贵重材料，采用离心浇注法，基层与复合层界面结合强度高，复合板成材率高，与***法相比更安全环保，生产效率高，生产成本低，可生产不同品种的钢板，可满足不同性能要求，可生产大尺寸中厚复合钢板，制得的钢板耐冲击性好，耐磨性好，使用寿命长。

Description

耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板
技术领域
本发明属于钢板生产领域，尤其涉及一种耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板。
背景技术
目前复合钢板的生产方法有很多种，有***成型法、焊涂法、喷涂法、电镀法等，这些复合板生产方法难于达到金属层之间的结合强度和复合板整体力学性能的统一。例如焊接复合法，可以生产规格较大的复合板，但是由于存在热影响区，而且层与层之间容易出现未焊合区，影响其界面强度；通过***产生的瞬间高压脉冲载荷加载于板材上，加载力高于金属材料的屈服强度，界面结合强度较高，但这种方法的工艺参数难于精确控制，难于实现耐磨钢同普通钢的复合，且生产危险，污染环境；喷涂、电镀法复合层厚度小、且成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种界面结合强度高、安全环保、生产成本低、产品耐冲击性高、耐磨性好的耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种耐磨复合钢板的制造方法，包括以下步骤：
(1)离心浇铸复合钢管；
(2)将浇铸出的复合钢管进行粗加工；
(3)将粗加工后的复合钢管切割成弧板；
(4)将弧板料常温入加热炉加热；
(5)将预热后的弧板料锻平或轧平；
(6)将钢板进行粗加工；
(7)将粗加工后的钢板进行热处理；
(8)精磨热处理后的复合钢板。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(4)中，预热温度为750-810℃，预热时间100-150分钟；加热温度1100-1200℃，加热时间20-50分钟；均热温度1080-1130℃，均热时间20-50分钟。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(5)中，采用锻压机将弧板料锻平或采用轧机将弧板料轧平，并进行13-18％压下量变形。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(6)中，采用立式铣床或刨床对钢板的板坯表面进行粗加工，单面加工量2-4mm。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(7)中，热处理为先升温至920-980℃，保温时间10-15分钟，空冷；再升温至540-560℃℃，保温时间20-50分钟，空冷。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(2)中，粗加工为内镗孔和外扒皮加工。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(3)中，用线切割或水切割方法切割复合钢管。
本发明耐磨复合钢板的制造方法，其中所述步骤(8)中，采用磨床精磨热处理后的复合钢板。
本发明还提供了一种由上述耐磨复合钢板的制造方法制备的耐磨复合钢板。
本发明耐磨复合钢板的制造方法节省贵重材料，采用离心浇注法，基层与复合层界面结合强度高，复合钢板成材率高，与***法相比更安全环保，生产效率高，生产成本低，可生产不同品种的钢板，可满足不同性能要求，可生产大尺寸中厚复合钢板，制得的复合钢板耐冲击性好，耐磨性好，使用寿命长。
下面结合附图对本发明的耐磨复合钢板的制造方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明通过锻压机生产耐磨复合钢板的工艺流程图；
图2为本发明通过轧机生产耐磨复合钢板的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
复合钢板基体材质为16Mn，复合层材质为Cr5Mo1V，产品规格为1000mm(长)×490mm(宽)×6mm(复合层厚度)/24mm(基体厚度)。
如图1所示，本发明通过锻压机生产耐磨复合钢板的方法，包括以下步骤：
(1)离心浇铸复合钢管
在炼钢炉1内分别冶炼外层16Mn、内层Cr5Mo1V钢水，然后在离心浇铸管机2上离心浇注外层16Mn钢水，然后浇注内层Cr5Mo1V钢水，浇铸出的复合钢管外径φ577mm、内径φ480mm、长度3100mm，外层厚度35mm，内层厚度13.5mm。
离心浇铸方法采用ZL200810117112中的离心浇铸方法，去除浇铸过渡层的步骤。
(2)复合钢管进行粗加工
将浇铸出的复合钢管进行内镗孔和外扒皮加工，加工后的钢管尺寸为φ571mm(外径)/φ486mm(内径)×3102mm(长)。
(3)钢管切割
使用切割机3，采用线切割或水切割方法将复合钢管9切割成592(外弧长)/502(内弧长)×1030mm(长)×10.5/32(内/外层厚度)弧板9块。
(4)坯料加热
弧板料常温入加热炉4预热，预热温度755℃，预热时间140分钟；加热温度1200℃，加热时间30分钟；均热温度1120℃，均热时间50分钟。
(5)弧板料锻压
用1000吨锻压机5将弧板锻平，并进行13％压下量变形。
(6)铣车粗加工
用X5032立式铣床6加工锻平后的板坯表面，单面加工量2mm。
(7)热处理：送入热处理炉7随炉升温至980℃，保温时间10分钟，空冷；随炉升温至540℃，保温时间50分钟，空冷。
(8)平面磨精磨
用LTM-3016磨床8精磨热处理后的复合钢板10。
(9)检验
用探伤仪检验复合钢板内部，未发现有裂纹、气泡等缺陷。
用硬度计检验复合钢板硬度：≥50HRC。
用显微镜检验复合钢板内部组织：内部组织均匀。
用光谱仪检验复合钢板复合层化学成份：
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo   V   Al
  0.430   1.046   0.344   0.018   0.013   5.490   1.318   0.413   0.010
耐冲击Akv大于31J。
用摩擦试验检验复合钢板的自润滑性能，钢板工作层使用寿命提高2倍。
实施例2
复合钢板基体材质为20#钢，复合层材质为高硫合金，产品规格为1200mm(长)×700mm(宽)×5(复合层厚度)/20(基体厚度)mm。
如图2所示，本发明通过轧机生产耐磨复合钢板的方法，包括以下步骤：
(1)离心浇铸复合钢管
在炼钢炉11内分别冶炼外层20#钢、内层高硫合金水，然后在离心浇铸管机12上离心浇注外层20#钢水，然后浇注内层高硫合金水，浇铸出的复合钢管外径φ770mm、内径φ684mm、长度3700mm，外层厚度31mm，内层厚度12mm。
离心浇铸方法采用ZL200810117112中的离心浇铸方法，去除浇铸过渡层的步骤。
(2)复合钢管进行粗加工
将浇铸出的复合钢管进行内镗孔和外扒皮加工，加工后的钢管尺寸为φ764mm/φ690mm×3700mm。
(3)钢管切割。
使用切割机13，采用线切割或水切割办法将复合钢管19切割成794(外弧长)/716(内弧长)×1228(长)×9/28(内/外层厚度)弧板9块。
(4)坯料加热
板料常温入加热炉14预热，预热温度800℃，预热时间100分钟，加热温度1100℃，加热时间50分钟，均热温度1080℃，均热时间50分钟。
(5)弧板料轧制
用轧板机15将弧板轧平，并进行18％压下量变形。
(6)龙门刨床进行粗加工
用LTX1810刨床16加工轧平后的板坯表面，单面加工量3～4mm。
(8)热处理：送入热处理炉17随炉升温至920℃，保温时间15分钟，空冷；升温至560℃，保温时间30分钟，空冷。
(8)平面磨精磨
用LTM-3016磨床18精磨热处理后钢板20。
(9)检验
用探伤仪检验复合钢板内部，未发现有裂纹、气泡等缺陷。
用硬度计检验复合钢板硬度是：≥45HRC。
用显微镜检验复合钢板内部组织，内部组织均匀。
用光谱仪检验复合钢板复合层化学成份为：
C：0.66395；Si：1.05831；Mn：0.2124；P：0.00183；S：1.16349；Cr：6.70893；Mo：0.32319；
Ni：0.23883；V：0.13616；Cu：0.17204；Nb：0.0144；W：0.41117；Co；0.02293；Fe：88.8625。
耐冲击Akv大于35J。
用摩擦试验检验复合钢板的自润滑性能，钢板工作层使用寿命提高1.5倍。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)离心浇铸复合钢管；
(2)将浇铸出的复合钢管进行粗加工；
(3)将粗加工后的复合钢管切割成弧板；
(4)将弧板料常温入加热炉加热；
(5)将预热后的弧板料锻平或轧平；
(6)将钢板进行粗加工；
(7)将粗加工后的钢板进行热处理；
(8)精磨热处理后的复合钢板。
2.根据权利要求1所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中，预热温度为750-810℃，预热时间100-150分钟；加热温度1100-1200℃，加热时间20-50分钟；均热温度1080-1130℃，均热时间20-50分钟。
3.根据权利要求2所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(5)中，采用锻压机将弧板料锻平或采用轧机将弧板料轧平，并进行13-18％压下量变形。
4.根据权利要求3所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(6)中，采用立式铣床或刨床对钢板的板坯表面进行粗加工，单面加工量2-4mm。
5.根据权利要求4所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(7)中，热处理为先升温至920-980℃，保温时间10-15分钟，空冷；再升温至540-560℃℃，保温时间20-50分钟，空冷。
6.根据权利要求5所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，粗加工为内镗孔和外扒皮加工。
7.根据权利要求6所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中，用线切割或水切割方法切割复合钢管。
8.根据权利要求7所述的耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤(8)中，采用磨床精磨热处理后的复合钢板。
9.权利要求1-8任一项所述的耐磨复合钢板的制造方法制备的耐磨复合钢板。
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