[发明专利]双液双金属复合耐磨衬板制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种耐磨衬板制备方法，特别涉及一种双液双金属复合耐磨衬板制备方法，属于铸造技术领域。

背景技术

高锰钢衬板韧性好，表面可加工硬化。但该材质用于制造球磨机衬板则易产生塑性变形，切断固定螺栓，出现塌落事故，且由于使用过程中表面加工硬化不显著，不能发挥高锰钢的抗磨潜力。作为高锰钢衬板的换代产品中碳中铬多元合金钢衬板，其基体组织是以马氏体为主，有较高的初始硬度，但高硬度的碳化物含量较小，抗磨性能仍受到了局限，使用寿命比高锰钢衬板略有提高。高铬耐磨铸铁衬板具有优异的耐磨性，但存在脆性大、韧性低和使用中易断裂的不足。将高铬耐磨铸铁和高强、高韧铸钢复合，是解决衬板断裂和耐磨矛盾的重要途径。中国发明专利CN1962122公开了双金属复合铸造衬板的生产工艺方法，该发明采用铸型下部放置激冷材料，使先浇入衬层中碳低合金贝氏体抗磨钢液态金属，经过一段时间后，在浇入工作层(抗磨层)高碳低合金贝氏体抗磨钢液态金属铸造衬板，铸件清理后进行等温淬火。即可形成工作表面为高硬度的高碳低合金贝氏体抗磨钢抗磨层，衬层为韧性较好中碳低合金贝氏体抗磨钢的双金属复合衬板。采用该发明生产的双金属复合铸造衬板具有生产工艺过程简单，生产成本低，制造方便，同时也具有产品设备使用寿命高，安全、可靠性高的特点。中国发明专利CN1923372还公开了一种用于球磨机的复合耐磨衬板的制造工艺，具体步骤如下：拉制纳米结构金属丝、处理金属丝、确定束紧外管尺寸、固定金属丝、切割复合管、加工衬板框架、焊接罗栓套、放置复合管、平铺焊接，即加工制造成衬板框架与复合管及隔板紧密结合的复合耐磨衬板。该发明的优点是：充分发挥了纳米结构金属材料的高韧性、高强度、高耐磨和低价格等各种优点，解决了普通合金衬板要消耗大量有色金属的问题，并且使用寿命比普通材质衬板提高一个数量级。该发明的工艺可控性强、成品率高、生产质量稳定、能耗低、不需要经过热处理等工艺即可获得很高的使用性能。中国发明专利CN1109384还公开了一种球磨机铸铁衬板及其生产方法，该发明属于金属抗磨材料及其制备，是粉磨各类物料的球磨机用衬板及其生产方法。该方法适合冲天炉熔炼，采用多元微合金化技术，并靠合理选配我国富有的含Mn、Cr、W等合金元素做炉料，简化铸造成型后的热处理工序，使衬板的金相为马氏体、贝氏体复合组织。用该方法制造的衬板具有耐磨性、冲击韧性较高和使用中无断裂、变形现象发生，寿命较长等显著特点。中国发明专利CN1039985还公开了高铬铸铁－优质碳钢双金属复合球磨机衬板。该发明属于双金属复合铸造球磨机衬板的生产工艺新方法。该工艺方法解决了以上大型球磨机衬板使用最佳耐磨材料－高铬铸铁的问题，这种衬板同时具有高的整体韧性和耐磨性。该发明可用于制造中大型球磨机衬板。中国发明专利CN102284330A还公开了一种球磨机复合衬板及其制造方法，其中球磨机复合衬板包括板体，板体上具有安装孔，板体包括金属底层和复合于金属底层上的塑料层。球磨机复合衬板的制造方法，包括如下步骤：a.制备金属底层；b.在金属底层上复合塑料层；c.冷却即成。该发明的球磨机复合衬板具有强度高、耐磨性好、不易断裂及破裂的优点。中国发明专利CN101332558还公开了一种双金属复合衬板的制造新工艺，包括造型以及浇注，方法步骤如下：(1)将焊有钢撑(D)的薄钢板(C)放置在型腔中，薄钢板(C)将型腔分为耐磨层(A)和普通钢层(B)；(2)浇注时先浇耐磨层(A)，待钢水高度达到1cm时，再开始浇注普通钢层(B)，使两部分腔体的液面高度差保持2cm不变；(3)升温至980℃，按照衬板厚度0.5h/cm计算保温时间并保温后，淬火使衬板达到硬度为61~62HRC，冲击值达到8~10J/cm2。该发明简化了浇注工艺，提高了衬板的复合质量，改善了衬板的耐磨性能；同时能够避免衬板碎裂，降低了维护成本。中国发明专利CN101884948A还公开了一种复合球磨机衬板及其制备方法。这种复合球磨机衬板在磨损表面复合一层硬质陶瓷颗粒构成抗磨硬质相，以提高耐磨性。将粘结剂和助渗剂加入陶瓷颗粒，搅拌均匀后，按设计要求铺设到球磨机衬板铸型中，浇铸入基体金属，冷却脱型清理后即成为复合球磨机衬板。该发明的优点是：在球磨机衬板磨损表面复合一层陶瓷颗粒构成抗磨硬质相，陶瓷颗粒间隙中充填了基体金属，因此复合面既有陶瓷颗粒的抗磨性，又兼有基体金属的塑韧性和抗疲劳性，硬质相不易脱落，工艺参数可控性强，组织中不存在夹渣等缺陷，加工操作方便，便于工业化大批量生产，并且衬板使用寿命比普通金属衬板提高5～8倍。中国发明专利CN102019403A还公开了消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，包括以下步骤：1)制作出泡沫衬板模型；2)安装两个浇注系统；3)用消失模涂料涂在泡沫衬板模型上，烘烤；4)加干石英砂，振实；5)继续加满干石英砂，然后用塑料膜将砂箱覆盖密封，安装浇口杯分别连接下浇口的耐磨直浇道和上浇口的铸钢直浇道，通过消失模砂箱上的气道抽真空，以紧固铸型；6)首先浇注耐磨铁水，然后再浇注钢水；7)浇注完毕后，关闭消失模的真空系统直至双液双金属复合耐磨衬板凝固冷却出箱。该发明的有益效果在于：提高了使用寿命，节省了大量金属材料，解决了一整体件耐磨性与韧性难以匹配的难点问题，克服了用消失模浇注两种铁水不混合不塌箱的难点问题。中国发明专利CN102051557A还公开了一种高铬铸铁-高锰钢复合衬板，其为高铬铸铁内镶嵌有低碳高锰钢丝网的金属板，它的制造方法主要是：用低碳高锰钢丝编织丝网；将丝网放入室温的浓度为1-3％的盐酸槽内，浸泡5-10分钟，取出在空气中自然干燥；将上述低碳高锰钢丝网放置在铸型型腔中，按高铬铸铁的常规铸造工艺铸造复合衬板；将上述高铬铸铁-高锰钢复合衬板加热到1000-1100℃，保温3-5小时后，放入室温的淬火油中冷却到室温，然后再将衬板再加热到250-320℃保温4-6小时后，空冷到室温。该发明的复合衬板不仅硬度很高(HRC65以上)，而且韧性较好(30J/cm²以上)，具有优异的耐磨和抗冲击性能。