[发明专利]一种600级耐磨复合板及其生产方法

说明书

本发明公开一种600级耐磨复合板及其生产方法。复合板由基材和复材组成，基材为低碳低合金钢；复材为600级别耐磨钢。将复合坯抽取真空后进行真空电子束密封焊接，焊接工艺为双枪联动，且每条焊缝的进行焊接时，将其分为N段，N≥10，每段长度为100～200mm；复合坯加热时采用“中心加热”方式，使复合坯处于由中心直接受热并向四周传导的方式升温；复合坯在出炉前1～2h，提高复合坯头尾处上表面火焰口温度50～60℃；成品复合板厚度为20～100mm。复合板复合面抗剪切强度≥508MPa，结合率为100％，复合层布氏硬度≥572，室温冲击功≥132J，用于易磨损设备上。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，特别涉及到一种高应用真空复合+轧制技术生产600级耐磨复合板的方法。

背景技术

复合耐磨钢板是一种采用先进复合制造技术生产的耐磨复合材料，是工业领域先进的耐磨复合材料。由于耐磨复合钢板的基板采用塑韧性很好的普碳低合金钢，可在受冲击的过程中吸收能量，因而，耐磨复合钢板较单质耐磨钢具有很强的抗冲击性能和抗裂性能，可以应用的振动、冲击较强的工况条件下。同时，耐磨复合钢板可以制成标准尺寸的钢板，重量轻，加工方便灵活。由于采用软质基板，因而可以向内冷弯成形，可以用等离子弧、碳弧等热源切割。另外，复合钢板虽然因材料和工艺原因价格高于普通钢板，但其使用寿命的大幅提高，使得应用在磨损环境下的设备停机检修时间和维修费用大为减少。据估算，复合钢板的性价比比普通耐磨钢板高约2～4倍，物料处理量越大，设备磨损越严重的企业，使用复合钢板的经济效益越明显。因此，复合耐磨钢板广泛应用在冶金机械、建材机械、电力机械、矿山机械等行业中的各种易磨损设备上。

目前，国内耐磨复合板主要以堆焊法为主，如耐磨焊条堆焊、药芯焊丝堆焊、等离子堆焊。同时，关于粉末法、钎焊法和扩散法等也开展了相关的研发工作。但是，这些工艺都有其各自的局限性耐磨焊条堆焊采用高Cr高C铸铁焊条进行堆焊，受铸铁焊条长度限制，难以实现自动化焊接；药芯焊丝堆焊层的性能受药芯填充率和外围铁皮稀释的影响，强化相含量难以提高，进而影响耐磨板性能；等离子堆焊制备的耐磨板具有硬度和耐磨性高的特点，但是该工艺堆焊效率较低，难以大规模推广。在此背景下，广大学者开展了大量关于耐磨复合板制备技术的研发工作。

CN101774288A公开了一种“金属机件耐磨复合板及其修复工艺”、文献“一种耐磨复合板的制造工艺方法研究”(许可贵，程志国，刘健威等，发表在《焊接》2010年第8期37～40页)和文献“带极堆焊制备耐磨复合板”(陆峰，王元宗，王林彦发表在《第十四届全国耐磨材料大会》2015年390～394页)均采用在基体钢板上堆焊耐磨焊缝的方式进行耐磨复合板的制备，其耐磨性比低碳钢高12～18倍，比不锈钢、高锰钢高5倍，比铸态高铬铁高1倍。但是其生产效率较低，生产成本较高，并不适用于工业化大生产。

CN102212821A公开了“一种强化碳化钨耐磨复合板的制备方法”、CN102212822A公开了“一种金属耐磨复合板的加工方法及其加工装置”、CN102218615A公开了“一种制备加厚耐磨层复合板的方法”，上述三个专利均采用在基体钢板上铺撒相关粉末经加热炉热处理后形成耐磨复合板的方法进行耐磨复合板的制备，其工作层的耐磨合金不仅表面平整、美观，而且可以直接用于要求表面平整的工况(如挡板等)。但是，该工艺制备耐磨复合板耐磨层致密性较差，耐磨性能和使用寿命较低，无法满足日益增长的工程应用的实际需求。

CN107557537A公开了“高韧高耐磨复合板的制备方法”、CN103264259A公开了“一种耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法”，上述两个专利均采用加热或添加过渡金属的方式使耐磨板和基体钢板之间形成冶金连接的方式进行耐磨复合板的制备，其耐磨耐腐蚀性高，生产效率高，寿命长，成本低，节能环保。但是，该工艺依靠无压力扩散或钎料连接的方式进行耐磨复合板的制备，其复合界面的抗剪切性能较低，易出现分层、剥落等缺陷，无法满足高负载使用环境下的应用，且使用寿命无可靠保障。