CN114480906A - 碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材，该板材由基板和合金复合层组成，所述合金复合层由碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土组成，所述基板为钢板，所述碳化钨颗粒直径控制在1.5~3.5mm。本发明制备的合金钢板硬度大，表面平整，无裂纹，无气孔，抗拉强度大，冲击韧性强，磨损度低，适用于大型铁矿、铜矿等块状类矿石的破碎机、矿石码头卸船机抓斗和冲击料斗、盾构机刀盘的护盘等等，使用寿命是普通钢板的20‑30倍，普通耐磨板的3‑5倍，极大的减低产生的生产成本以及维护成本，经济效益优秀。

Description

碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材及其制作工艺
技术领域
本发明涉及合金金属技术领域，尤其是碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材及其制作工艺。
背景技术
碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物，利用碳化钨制备的合金钢材，可使得钢材性能优越，并配合利用埋弧焊技术来处理合金钢材，使得钢材的性能更好，埋弧焊机是一种利用电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的焊接机器。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱钢结构等制作中的主要焊接机器。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新型焊接机器，但埋弧焊机的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊机器的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊机约占10％左右，且多年来一直变化不大。
传统的合金钢材工艺为粉末冶金真空烧结而成，导致合金材料性能不能提升，且受组成元素影响，导致生成的合金钢板硬度偏小，表面并不平整，会存在裂纹和气孔，抗拉强度偏低，冲击韧性偏弱，极易磨损。
为此，我们提出碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材及其制作工艺解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材及其制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材由基板和合金复合层组成。
所述合金复合层由碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土组成。
所述基板为钢板。
优选的，所述钢板为Ø235钢板或Ø345钢板的一种。
所述碳化钨颗粒直径控制在1.5~3.5mm。
在进一步的实施例中，所述碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土重量比为5.5：2：1.5：0.2：0.3：0.15：0.1：0.15：0.1。
在进一步的实施例中，所述合金复合层每百公斤各原料含量如下：
所述碳化钨颗粒55公斤，所述雾化铁粉20公斤，所述高碳铬铁粉15公斤，所述钒铁2公斤，所述镍铁3公斤，所述铌铁1.5公斤，所述锰铁1公斤，所述钼铁1.5公斤，所述钇基稀土1公斤。
碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材的制作工艺，包括以下步骤：
步骤一：在所述基板上铺设合金复合层，然后再覆盖焊剂。
步骤二：利用弧焊枪进行埋弧焊工艺处理及熔覆，即采用8把铜制弧焊枪平整齐放，各自配备电流电压，所述电流控制在430-550A之间，所述电压控制在38-45V之间，所述枪距控制185cm。
步骤三：板材的冷却。
步骤四：脱离保护焊剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的合金钢板硬度大，表面平整，无裂纹，无气孔，抗拉强度大，冲击韧性强，磨损度低，适用于大型铁矿、铜矿等块状类矿石的破碎机、矿石码头卸船机抓斗和冲击料斗、盾构机刀盘的护盘等等，使用寿命是普通钢板的20-30倍，普通耐磨板的3-5倍，极大的减低产生的生产成本以及维护成本，经济效益优秀。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材由基板和合金复合层组成，合金复合层由碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土组成，而基板为钢板，将合金复合层设置在钢板上，再铺设焊剂，最后采用埋弧焊焊枪进行熔覆，碳化钨颗粒直径控制在1.5~3.5mm，在熔覆的过程中，必须保持碳化钨颗粒的完整性。
其中，碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土重量比为5.5：2：1.5：0.2：0.3：0.15：0.1：0.15：0.1。
其中一种实施例
选用为Ø235钢板或Ø345钢板的一种作为基板，其尺寸为3000*1500mm，在钢板上铺设厚度为6-20mm的合金复合层，铺设完成后再覆盖焊剂，以起到保护作用；
采用8把铜制埋弧焊焊枪，将8把焊枪平整齐放，每把焊枪之间的间距为185cm，控制速度为1000mm/min，每把焊枪各自的电流为430-550A之间，电压控制在38-45V之间，8把焊枪同时启动，瞬间引弧，产生热量进行熔覆，与基板熔合深度1.5-3mm，厚度为6-20mm，合金复合层不可以用火焰喷涂，一般激光及火焰喷涂合金厚度不可能超过3mm，而该碳化钨颗粒直径在1.5-3mm，火焰激光喷涂只能用碳化钨粉末，体现不出碳化钨原始颗粒的使用效果；
在进行熔覆后，将钢板进行空气冷却2-3小时，把保护焊剂脱离下来，表面的碳化钨颗粒分布均匀，表面平整。
发明最大的特点是在熔合过程中碳化钨颗粒不能被熔化，烧伤率≤10%，合金层中每个碳化钨颗粒均匀分布。
测试实施例
对上述的合金钢板进行测试，测试结果如下：
1、光谱分析：Mn≥0.8，Nb≥0.15，V≥0.15，Cr≥25,Si≥0.7,W≥12,C≥3.5。
2、硬度：HRC≥70，表面平整，无裂纹，无气孔，无夹渣。
3、抗拉强度≥1600MPa，冲击韧性≥50J，滑动磨损测试失重＜0.09克，冲击磨损测试失重＜0.05克。
对比例
依旧选用基板和合金复合层组成的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材，合金复合层依旧由碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土组成，而基板依旧为钢板。
同样选用45#钢板作为基板，其尺寸为3000*1500mm，在钢板上铺设厚度为6-20mm的合金复合层，后采用火焰喷涂工艺处理，最后进行冷却。
对上述的合金钢板进行测试，测试结果如下：
1、光谱分析：Mn≤0.6，Nb≤0.13，V≤0.11，Cr≤3.7,Si≤0.8,W≤2.3,C≤3.0。
2、硬度：HRC≤54，表面存在一定的气孔，有颗粒突出，平整性较差。
3、抗拉强度≤1400MPa，冲击韧性≤46J，滑动磨损测试失重＞0.09克，冲击磨损测试失重＞0.05克。
因此，本发明制备的合金钢板硬度大，表面平整，无裂纹，无气孔，抗拉强度大，冲击韧性强，磨损度低，适用于大型铁矿、铜矿等块状类矿石的破碎机、矿石码头卸船机抓斗和冲击料斗、盾构机刀盘的护盘等等，使用寿命是普通钢板的20-30倍，极大的减低产生的生产成本以及维护成本，经济效益优秀。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材，其特征在于：所述板材由基板和合金复合层组成；
所述合金复合层由碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土组成；
所述基板为钢板；
所述碳化钨颗粒直径控制在1.5~3.5mm。
2.根据权利要求1所述的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材，其特征在于：
所述碳化钨颗粒、雾化铁粉、高碳铬铁粉、钒铁、镍铁、铌铁、锰铁、钼铁及钇基稀土重量比为5.5：2：1.5：0.2：0.3：0.15：0.1：0.15：0.1。
3.根据权利要求1所述的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材，其特征在于，所述合金复合层每百公斤各原料含量如下：
所述碳化钨颗粒55公斤；
所述雾化铁粉20公斤；
所述高碳铬铁粉15公斤；
所述钒铁2公斤；
所述镍铁3公斤；
所述铌铁1.5公斤；
所述锰铁1公斤；
所述钼铁1.5公斤；
所述钇基稀土1公斤。
4.根据权利要求1-2任一项所述的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材的制作工艺，包括以下步骤：
步骤一：在所述基板上铺设合金复合层，然后再覆盖焊剂；
步骤二：利用弧焊枪进行埋弧焊工艺处理及熔覆；
步骤三：板材的冷却；
步骤四：脱离保护焊剂。
5.根据权利要求4所述的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材的制作工艺，其特征在于，所述步骤二具体的：
采用8把铜制弧焊枪平整齐放，各自配备电流电压，所述电流控制在430-550A之间，所述电压控制在38-45V之间，所述枪距控制185cm。
6.根据权利要求1所述的碳化钨颗粒复合耐磨钢板板材的制作工艺，其特征在于：所述基板为Ø235钢板或Ø345钢板的一种。
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