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双金属复合耐磨钢板的性能介绍及应用

0、前言

  复合堆焊技术是用焊接方法在所需要的零件表面熔覆一层金属的工艺过程,是近二十年来迅速发展起来的一种表面改性技术,能有效地改变材料表面的耐磨性、耐热性、耐蚀性和其他力学性能。对提高零件的使用寿命及产品性能,降低成本具有显着的经济效应。

  1、复合耐磨板制作

  高铬堆焊双金属复合耐磨板是在普通钢板(Q235、Q345)、耐热钢板(15CrMo、12Cr1MoV)、不锈钢板、高锰钢板上堆焊耐磨层形成以马氏体+残余奥氏体为基体,在基体上镶嵌有体积分数达到50%以上(Fe、Cr、Nb、Mo)XCY碳化物(如图1)。它具有高耐磨性、耐冲击、可变形性和可焊接等性能特性,可像钢板一样直接进行卷板变形、切割和打孔等工艺过程,加工成耐磨部件。

  图1  四头耐磨板设备

  2、复合耐磨钢板的特点

  与众多耐磨材料相比,耐磨复合钢板有其不可替代的显着特点:

  2.1高耐磨性

  合金层的化学成分中碳含量达4~5%,铬含量高达25~30%,其金相组织中碳化物的体积分数达到50%以上,宏观硬度为HRC56~62,碳化铬的硬度为HV1400~1800,高于沙石中石英的硬度HV800~1200。由于碳化物与磨损方向垂直分布,即使与同成分和硬度的铸造合金相比较,耐磨性能提高一倍以上。图2为几种典型材料的耐磨性对比图:

  图2  几种典型的耐磨材料耐磨性对比图

  2.2 良好的耐冲击性

  耐磨复合钢板的底层为低碳钢、低合金钢、不锈钢和高锰钢等韧性材料,耐磨层和基体之间属于冶金结合,结合强度高,基体在较强工况条件下可吸收冲击功,耐磨层可承受高落差矿石的冲击和磨损,因此有良好的耐磨损抗冲击性。

  2.3 较好的耐热性

  耐磨层推荐使用在≤600℃ 工况下使用,若在合金层中加入V、Mo、Nb等合金元素,可以承受≤800℃的高温磨损。

  推荐使用温度如下:

  普通碳钢基板推荐不高于380℃工况使用;

  低合金耐热钢基板(15CrMo,12Cr1MoV)基板推荐不高于540℃工况使用;

  耐热不锈钢基板推荐在不高于800℃工况使用。

  2.4 较好的耐腐蚀性

  耐磨复合钢板的合金层中含有25~30%的金属铬,所以具有一定的防锈和耐腐蚀能力。

  2.5 适用性强

  耐磨复合钢板规格全,品种多,已成商品系列化。复合钢板的厚度最薄为4mm,最大厚度可达30mm,一般耐磨合金层的厚度在3~20mm。目前,标准耐磨复合钢板可提供1500X3000或1400×2900mm,也可根据用户需求,按图纸尺寸定做加工。耐磨复合钢板现分为普通型、耐冲击型和高温型三种,定购高温耐磨和耐冲击型复合钢板要说明。

  2.6 方便的加工性能

  耐磨复合钢板可以通过切割,打孔,卷板弯曲和焊接等工艺,制成各种形状的平板,弧板,锥板,圆筒等。切割好的耐磨复合板可以拼焊成各种工程结构件或零部件,也可用塞焊、螺栓或焊接等方式连接于设备上,连接牢固,不易脱落,并更换维修方便。

  3、复合耐磨钢板的应用

  由于高铬双金属复合耐磨钢板具有优良的抗磨损、腐蚀、冲击性及易加工性等特点,而且比一般的耐磨产品价格低廉,因此在国内外受到了非常广泛的关注,被广泛应用于冶金、煤炭、水泥、矿山、电力等行业。图2~图15为耐磨加工件。


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