[发明专利]一种生产耐磨复合衬板用合金添加粉

说明书

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，特别是提供了一种生产耐磨复合衬 板用合金添加粉,性能优良。

背景技术

最近国内耐磨衬板的应用范围越来广，国内耐磨衬板的产量也逐年 递增。目前国内普遍采用药芯焊丝明弧堆焊工艺制造耐磨衬板，根据钢 板的厚度和硬面堆焊层的厚度可将耐磨衬板分为不同的规格如4+4(钢 板厚度为4mm，硬面堆焊层为4mm)、6+4(钢板厚度为6mm，硬面堆焊 层为4mm)、12+6(钢板厚度为4mm，硬面堆焊层为4mm)等。应用最广 泛的耐磨衬板的硬面层的化学成分为高碳高铬型，该类型的耐磨衬板具 有价格低廉、生产成本低和耐磨性能好等特点，该类型衬板在矿山、冶 金、电力、化工等行业应用十分广泛。为提高耐磨衬板的耐磨性，可采 用以下措施：①增加C、Cr含量以增加堆焊层中碳化铬含量；②增加堆 焊层的硼含量以提高堆焊层的硬度。目前国内市面上供应的耐磨堆焊药 芯焊丝的化学成分范围为：C4-7％，Cr20-32％，B0-1.2％，其余成分为 Si、Mn、Fe等，采用以上焊丝在钢板上堆焊厚度为4-5mm的硬面层，堆 焊层的化学成分范围为：C3.0-4.5％，Cr13-22％，B0-0.2％其余成分为 Si、Mn、Fe等，以上成分的耐磨衬板的使用寿命较低，采用以上焊丝制 造的耐磨衬板的板面裂纹长度在200mm以上，裂纹长易导致耐磨衬板在 外弯时发生断裂事故。采用单一的堆焊药芯焊丝焊接耐磨衬板，耐磨衬 板的性能难以满足高耐磨要求，耐磨衬板外弯时容易断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产耐磨复合衬板用合金添加粉，以提 高耐磨衬板的耐磨性能，将耐磨衬板表面裂纹长度控制在200mm以内。 本发明解决技术问题的基本思路：采用药芯焊丝堆焊的同时，添加一定 配比的合金粉，以提高堆焊层的合金元素含量，提高堆焊层的硬度，改 变堆焊层裂纹分布，减少裂纹长度。采用本发明的方法，在钢板上堆焊 厚度为4mm的耐磨层，堆焊层的C含量能达到5％以上，含Cr量能在30％ 以上，堆焊层组织中碳化铬的含量在40％以上，堆焊层的相对耐磨性能 较传统方法堆焊的能提高3倍以上。此外，由于改进了堆焊层的组织结 构，堆焊层的裂纹分布更合理，堆焊的耐磨衬板表面裂纹细小，表面裂 纹开口宽度在0.5mm以下，裂纹长度在200mm以下。采用本发明生产的 耐磨衬板能满足各种耐磨备件的制造，制造的耐磨件耐磨性能优良。

本发明的合金添加粉的化学成分范围为：C8.0％-11.0％，Cr50％-70％， B1.0％-4.0％，Al0.5-2.5％，其余为Fe。

采用本发明的添加粉，在钢板上堆焊厚度在4-5mm厚的硬面层即能 得到耐磨性能优良、硬度高、板面裂纹分布合理，板面不存在贯穿裂纹， 裂纹长度在200mm以内，裂纹开口宽度在0.5mm以内。解决了以前传统 焊接方法无法解决的技术难题。本发明解决的技术关键是在药芯焊丝焊 接的同时，向焊接熔池添加具有一定功能的合金粉，得到性能优良的耐 磨衬板。

具体实施方式

实施1：采用以下合金粉进行配比混合：高碳铬铁粉93％、低碳铬铁 3％、石墨1.5％、碳化硼1.5％、铝镁粉1％。得到的合金粉化学成分如下： C9.7％％，Cr63％，B1.2％，Al0.6％，其余为Fe，采用耐磨衬板堆焊焊 丝焊接，堆焊成6+4耐磨复合衬板，板面硬面硬度为HRC61，硬面层耐 磨性为Q235的22倍，板面裂纹最大长度为150mm，裂纹最大开口宽度 小于0.3mm，耐磨衬板向外(硬面层朝外)弯曲成直径400mm的圆桶基 板不发生断裂。

实施2：采用以下合金粉进行配比混合：高碳铬铁粉84％、低碳铬铁 粉5％、石墨3％、碳化硼4％、铝镁粉4％。合金粉成分如下：C10.8％，Cr56％， B3.2％，Al2.2％，其余为Fe。采用耐磨衬板堆焊焊丝在10mm钢板上堆 焊成6+4耐磨复合衬板，板面硬面层硬度为HRC64，硬面层耐磨性为Q235 的25倍，板面裂纹最大长度为170mm，裂纹最大开口宽度小于0.4mm， 耐磨衬板向外(硬面层朝外)弯曲成直径500mm的圆桶基板不发生断裂。

实施3：采用以下合金粉进行配比混合：高碳铬铁粉50％、低碳铬铁 粉47％、石墨1％、碳化硼1％。合金粉成分如下：C4.1％，Cr59％，B0.8％， Al0.1％，其余为Fe。采用耐磨衬板堆焊焊丝在10mm钢板上堆焊成6+4 耐磨复合衬板，板面硬面层硬度为HRC59，硬面层耐磨性为Q235的19 倍，板面裂纹最大长度为450mm，裂纹最大开口宽度大于0.5mm，耐磨衬 板向外(硬面层朝外)弯曲成直径700mm的圆桶基板发生断裂。