[实用新型]基于陶瓷相和金属相的复合耐磨板材

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合板材，更具体地说，涉及一种兼具耐磨性和焊接性能的复合板材，专用于风扇式磨煤机的风扇磨盘中。

背景技术

现有的燃烧合成技术已将广泛用于制备多种先进陶瓷材料。超重力燃烧合成装置也已经为人们所利用，如文献《超重力燃烧合成钛基陶瓷复合材料》、《超重力熔铸快速致密化技术装备YAG陶瓷材料的研究》、《超重力辅助燃烧合成熔渗梯度Ni（WC-Ni）硬质合金复合材料》、《NiO-1Al体系绝热温度的数值计算与试验验证》等都有所记载。自蔓延高温合成主要特点是利用化学反应自身放热维持反应进行。与传统的高温固相反应相比，燃烧合成不仅反应迅速、制备周期短，而且充分利用反应放热，不需要外部热源维持供热，因而能够大幅度减少能耗、降低成本。

此外，现有技术广泛用到耐磨板，如风扇式磨煤机中风扇磨盘。现有技术的耐磨板存在如下问题：

1、许多高锰钢制作的耐磨部件，由于不能受到足够的冲击，无法提高其表面硬度，所以在细磨料磨损中达不到耐磨效果。

2、耐磨铸铁制作的耐磨部件，韧性不好，易断裂。

3、碳化钨碳化钛等硬质合金耐磨部件，很难对其进行再加工，安装方式受限，不能对其机加工和焊接，其高压烧结的制造工艺决定其尺寸做不了太大，耗能大且易碎。

4、耐磨焊条堆焊耐磨部件，堆焊厚度一般为15mm，易开裂、破损。

发明内容

本发明旨在通过超重力燃烧合成装置制造一种陶瓷相和金属相复合的耐磨板材，从而使得复合板材兼具耐磨性能和焊接性能。主要用于风扇式磨煤机的风扇磨盘中，位于易磨损处通过焊接固定使用。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于陶瓷相和金属相的复合耐磨板材，基层板为碳钢板基层，覆层为陶瓷相覆层；所述覆层的主要成份为：

B:1.3～1.5%

C：0.4～0.5%

Ti：3～4%

Ni：1.5～2.5%

Mn：6～8%

Fe：84～86%

优选方式下，所述覆层厚度15-25mm；所述基层板厚度10-15mm。这一厚度专门针对风扇式磨煤机的风扇磨盘易磨损处设计，通过普通碳钢板基层的焊接固定，使得陶瓷相的耐磨层发挥出耐磨优势。具体说，在普通碳钢板基层的一面可以进行任意的机械加工，如焊接、打孔等，保证安装匹配。而本发明产品有良好的韧性，在高冲击力作用下仍能保证材料的完整性和耐磨性。

本发明的复合板材，较现有技术有如下优势：

相比高锰钢，本发明耐磨材料在细磨料磨损中有巨大优势，其维氏硬度最大可达1000，而高锰钢在400-500左右。

相比耐磨铸铁耐磨材料，本发明耐磨材料硬度大，且韧性好。

相比碳化钨碳化钛等硬质合金，本发明耐磨材料有很大的可加工性，焊接性，尺寸可以做大，可生产直径200mm圆形产品，以及边长150mm方形产品，对于方形产品可以任意拼接出更大块，由于制造工艺是在超重力下自蔓延反应，所以其耗能小，无污染。

相比耐磨焊条堆焊，本发明耐磨材料厚度更厚，厚度可达40mm，且不易开裂破损。

综上，本发明相比传统耐磨材料寿命将提高一倍，材料的适用范围广，应用局限性小，提高了材料硬度，解决了现有耐磨材料加工性、焊接性不好的问题，此外，本发明材料的生产工艺特殊，不用烧结，低碳环保。

附图说明

图1是本发明基于陶瓷相和金属相的复合耐磨板材的结构示意图。

具体实施方式

本发明生产的耐磨材料为铁基碳化钛硼化钛耐磨材料，以超重力燃烧合成装置为载体进行自蔓延反应形成双金属复合耐磨材料。配比好的原料预装在转子的两端的模具内，转子转速加速度高达1000g，引燃模具内的材料进行反应，整个反应过程均在真空状态下进行，耐磨材料熔合在钢板上，使产品形成分层。

复合材料上部分覆层为陶瓷相的超级耐磨材料，厚度15-25mm；下部分为基层板，选用普通碳钢，厚度10-15mm左右，上下两层完全融合一体，硬度可达到HV700-1000，韧性良好，由于底层为普通碳钢，所以容易焊接且焊接效果良好。其中，陶瓷相的超级耐磨材料主要成份：

B:1.3～1.5%

C：0.4～0.5%

Ti：3～4%

Ni：1.5～2.5%

Mn：6～8%

Fe：84～86%

一种具体实施方式中，陶瓷相的超级耐磨材料主要成份：

B:1.5%

C：0.5%