[发明专利]一种高级别特厚双面耐磨复合板及其生产方法

说明书

本发明公开一种高级别特厚双面磨复合板及其生产方法。复合板由C含量按质量百分比计为C≤0.22％的低碳低合金钢与550级耐磨钢或600级耐磨钢双面复合而成，所述复合钢板为低碳低合金钢上下两面可以为同级别耐磨钢，也可以为不同级别耐磨钢。复合板的生产方法包括：组坯、真空焊接、轧制、中间坯组坯、轧制和表面修磨。复合板成品厚度分别为40～200mm。550耐磨钢复合面抗剪切强度≥502MPa，结合率为100％，复合层布氏硬度≥535；600耐磨钢复合面抗剪切强度≥508MPa，结合率为100％，复合层布氏硬度≥572，可用在冶金机械、电力机械、矿山机械等各种易磨损设备上。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，特别涉及到一种应用真空复合+轧制技术生产的特厚550级或600级双面耐磨复合板及其制备方法。

背景技术

双面特厚耐磨复合钢板是一种采用先进复合制造技术生产的双面耐磨复合材料，是工业领域先进的耐磨复合材料。由于双面耐磨复合钢板的基板采用塑韧性很好的低碳低合金钢，可在受冲击的过程中吸收能量，因而，双面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，尤其是双面特厚耐磨复合板，是冶金机械、建材机械、电力机械、矿山机械等行业中的各种大型易磨损设备迫切需要的材料。在此背景下，国内外的众多学者针对双面耐磨复合板也展开了大量的研究工作。

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，且无法实现特厚双面耐磨板的制备，随着耐磨层的熔覆，基材反复受热，焊接变形严重，无法在实际工程中进行应用。

同时，目前国内市场常用的耐磨复合板为360至450级别，对于450级别以上的耐磨复合板展开的研发工作较少，尤其是双面耐磨复合板的开发，缺乏大量的研究数据支持，极大的限制了耐磨复合板的广泛应用。

面对工程应用领域日益增长的耐磨复合材料的需求，特别是高硬度级别的双面耐磨复合板，迫切需要一种高效、稳定的制备工艺用以生产高级别的耐磨复合板。轧制法是一种新兴的高效的复合板制备工艺，一般由真空组坯、加热和轧制工艺构成。但是在高级别双面耐磨复合板的制备过程中，由于耐磨钢和基层钢材的物理化学性能差异，常出现接头失效和板型控制问题。首先，由于耐磨钢含碳量较高，在组坯封焊时易出现焊接裂纹，尤其在大规格的复合坯料封焊时，其焊接形变和焊接应力集中明显，更容易发生接头开裂、失效。其次，双面耐磨复合板由耐磨钢、碳钢、耐磨钢三层叠加而成，在真空封焊一层界面后，另一层界面封焊则会遇到间隙、形变等问题，往往对整体的封焊形成了极大的困扰。另外，在复合坯加热过程中，由于复合坯的加热形变不一致，应力直接作用在焊接接头位置，也容易出现封焊接头开裂失效问题。在采用常规轧制法制备高耐磨复合板的过程中，经常出现复合坯在封焊后或加热过程中封焊接头就开裂失效的情况。基于上述问题，常规轧制法复合工艺制备高级别双面耐磨钢复合板的成功率仅为50％左右。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效、稳定的550级以上同级别或双面不同级别复合的双面耐磨复合板的制备方法，通降低封焊接头的裂纹敏感性，提高高级别双面特厚耐磨复合板成功率的同时，采用特殊的组坯封焊和加热工艺使复合面抗剪切强度≥500MPa、上下耐磨层硬度分别达到550级别和/或600级别的双面耐磨复合板。

一种高级别特厚耐磨钢复合板，复合板由C含量按质量百分比计为C≤0.22％的低碳低合金钢与550级耐磨钢或600级耐磨钢双面复合而成，所述复合钢板为低碳低合金钢上下两面可以为同级别耐磨钢，也可以为不同级别耐磨钢；