CN101983864A - 一种耐磨杆件复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐磨杆件复合材料及其制备方法，它成本较低，加工方便，耐磨性好，可制作用于各种工况的筛板，也可用于其他领域。它主要由芯部的金属杆件和其周围沿杆件长度方向设置的耐磨合金层组成，两者间冶金结合；耐磨合金层的厚度为1mm~10mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种耐磨杆件复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，国内外广泛采用筛分设备对物料进行分级，或者通过筛分去除物料中的大、小杂质，如振动筛就是常见的一种筛分设备。振动筛的筛板是消耗量比较大的备件。采用杆件材料制作筛板是一种简单、高生产效率的方法，这种形式的筛板用量日益增加。杆件材料的长度远大于其他两个方向的尺寸，杆件的形状和尺寸可由杆件的横截面和轴线两个主要几何元素来描述。横截面是指与杆长方向垂直的截面，而轴线是各横截面中心的连线，横截面与杆轴线互相垂直。轴线为直线、横截面相同的杆称为等直杆。采用焊接或机械连接方法将杆件材料，按一定的间隙固定在框架上制成筛板，间隙的大小根据所需筛分物料的粒度确定。
目前使用的杆件材料为均质、性能单一的普通材料（如合金钢），不是复合材料，其硬度提高，韧性和塑性往往就难以满足要求。如高温工况下工作筛板的常用材料为CrMnN钢（ZG30Cr18Mn12Si2N），其硬度较低（HRC25左右），耐磨性能较差，使用寿命短。中国发明专利ZL03114581.7“多元高铬耐磨铸铁筛板及其制造方法”，公开了一种多元高铬耐磨铸铁筛板，硬度达到了HRC55~60，耐磨性优良，尽管通过变质处理提高了韧性，但其韧性还是比较低，难以承受物料的强烈冲击。对物料冲击较大的工况，国内开发了高锰钢筛板，这种筛板只有冲击载荷使表面硬化后，才能具有较好的耐磨性能。上述筛板采用铸造方法生产，筛板整体是同一种均质材料。另外，均质材料的筛板，如果合金系统比较复杂，含有贵重的Ni、Mo、W、Nb等合金元素时，成本较高。筛板既耐磨、耐冲击，成本又低廉是人们追求的目标。在低碳钢盘条上穿上圆柱状陶瓷套，并用粘接剂粘接制成杆件状材料，利用了陶瓷的高抗磨性、低碳钢价格低廉的优势，但陶瓷套在使用过程中很容易因冲击破损，寿命提高有限。
中国专利CN85108954公开了一种具有耐磨堆焊层金属筛板的制作方法，其特征是先在钢板上加工好筛孔，然后用铸造造型材料配以3%~5%的水玻璃制成的耐高温非金属膏将筛孔填平，再用电弧或等离子弧将耐磨合金堆焊在带孔钢板表面上，这种筛板韧性较好，但筛孔四周易磨损，制造工艺复杂，生产效率较低，难以大规模生产。
振动筛应用于各种工况，如烧结机振动筛工作于高温，所处理的烧结矿温度高达780~850℃，主要用于对烧结矿的分级和筛除烧结矿中小于5mm的粉末，以满足高炉生产对其粒度的要求，筛板是振动筛的关键部件，其质量直接影响整个烧结作业系统的生产率及烧结矿的筛分效果。高温下工作的筛板因高温氧化、高温蠕变断裂、热冲击疲劳和高温磨损等而失效。
随着筛分设备使用工况的日益苛刻，如磨损、腐蚀、高温、冲击载荷等，对低成本、高寿命、高生产效率、抗磨损的筛板需求也更加迫切，而杆件材料是制造筛板的关键原材料，设计新的杆件材料对于提高筛板的质量、制造适于各种工况的筛板具有重要意义。应该指出的是，这种双金属耐磨杆件复合材料并不仅限于制造筛板，也可以用于其他领域。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种耐磨杆件复合材料及其制备方法，它成本较低，加工方便，耐磨性好，可制作用于各种工况的筛板，也可用于其他领域。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐磨杆件复合材料，它主要由芯部的金属杆件和其周围沿杆件长度方向设置的耐磨合金层组成，两者间冶金结合；芯部金属杆件的横截面面积为3mm2~3000mm2，耐磨合金层的厚度为1mm~10mm。
所述杆件为低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢中的任意一种。
所述杆件的横截面的几何形状为圆形或多边形。
所述耐磨合金层为普通低中合金钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.06%~0.8%、Mn 0.4%~2.0%、Si 0.2%~1.0%、Cr 0.1%~4.0%、Mo 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
所述耐磨合金层为铁素体及马氏体不锈钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.01%~0.8%、Mn 0.5%~2.5%、Si 0.15%~1.0%、Cr 11.5%~15.0%、Ni 0~6.5%、Mo 0~2.5%、N 0~0.2%、W 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
所述耐磨合金层为高铬合金铸铁耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C2.1%~7.0%、Mn0.3%~1.5%、Si 0.3%~1.8%、Cr 15.0%～35.0%、Ni 0~5.0%、Mo 0~8.5%、W 0%~10.0%、B 0~3.0%、V 0.2~4.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
所述耐磨合金层为高铬钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.1%~0.9%、Si 0.15%~1.2%、Cr为9.0%～18.0%、Ni不超过6.5%、Mo不超过3.0%、W不超过2.8%、Nb不超过0.8%、B不超过1.8%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
一种耐磨杆件复合材料的制备方法有两个，方法一的步骤如下：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的杆件状钢材，杆件状钢材的长度根据需要任意确定；并去除杆件状钢材表面的污物；
（2）将步骤（1）制备的杆件状钢材，垂直插入钢水包下部的成型器中，并利用导向机构和钢水包下部的拉坯机构保证杆件状钢材在成型器的中心通过，并使其与成型器的间隙大小一致，以保证耐磨合金层的厚度均匀；
（3）用现有工艺制备药芯焊丝或者实芯焊丝，药芯焊丝或实芯焊丝熔敷金属的成分与耐磨复合材料杆件耐磨合金层的设计成分一致，焊丝直径为1.2mm~6.0mm；
（4）采用自保护焊接工艺或者CO2气体保护焊工艺，用两台焊机，杆件状钢材接正极，焊丝接负极。即采用直流正接，以提高焊丝的熔化速度。
焊枪对称分布于杆件状钢材的两侧，焊丝与杆件状钢材的夹角为10~45°，由焊丝送进机构送丝；两把焊枪沿同一方向、以0.1~0.5米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。按现有工艺熔化步骤（3）制备的药芯焊丝或实芯焊丝，并通过控制焊丝与杆件状钢材的夹角使杆件表面熔化的深度不超过0.5mm。
焊丝熔化在钢水包内杆件状钢材的周围形成一个液态耐磨合金熔池，当熔池的深度达到5mm~30mm时，以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构将杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度。
（5）由步骤（4）拉下的杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金经过冷却器时，液态耐磨合金被强制冷却而凝固结晶，从冷却器拉出后，冷却到室温，就获得耐磨杆件复合材料成品。
一种耐磨杆件复合材料的制备方法有两个，方法二的步骤如下：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的杆件状钢材，杆件状钢材的长度根据需要任意确定；并去除杆件状钢材表面的污物；
（2）将步骤（1）制备的杆件状钢材，垂直插入钢水包下部的成型器中，并利用导向机构和钢水包下部的拉坯机构保证杆件状钢材在成型器的中心通过，并使其与成型器的间隙大小一致，以保证耐磨合金层的厚度均匀；
（3）用现有工艺熔炼耐磨合金，并使耐磨合金过热100~300℃，将熔炼好的液态耐磨合金倒入钢水包内，钢水包内液态耐磨合金的高度为10mm~300mm；钢水包内液态耐磨合金的高度和拉坯速度配合，使杆件状钢材表面熔化层的深度不超过0.5mm；
（4）钢水包内的液态耐磨合金填充到成型器内杆件状钢材的周围，然后以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构将杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金垂直向下拉；在向下拉的过程中，向钢水包添加熔炼好的、过热100~300℃的耐磨合金，并保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度。
（5）由步骤（4）拉下的杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金经过冷却器时，液态耐磨合金被强制冷却而凝固结晶，从冷却器拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
方法一所述导向机构的孔与杆件状钢材之间的间隙不超过0.5mm，导向机构孔的长度为50mm~200mm；导向机构孔的下表面到钢水包中钢水上表面的距离为100~300mm。
方法二所述导向机构的孔与杆件状钢材之间的间隙不超过0.5mm，导向机构孔的长度为50mm~200mm；导向机构孔的下表面到钢水包上表面的距离为50~200mm。
两种方法所述成型器采用陶瓷材料制作，成型器中通过杆件状钢材的横截面形状与杆件状钢材的横截面形状相配合，杆件状钢材通过成型器时，其周围的间隙均匀，间隙大小为1mm~10mm；成型器的高度为5mm~100mm，安装在钢水包的底部，并保证成型器孔的轴线垂直于地面。钢水包采用石墨或现有耐火材料，采用现有工艺制作。
两种方法所述冷却器采用紫铜制作，其内孔，即通过耐磨杆件复合材料坯料的孔与耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙不超过0.5mm，冷却器的高度为50mm~200mm，冷却器内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面形状任意，横截面面积为70mm2~800mm2，冷却水的流量为每分钟5公斤~20公斤。
本发明实施具有如下明显效果：
（1）耐磨杆件复合材料的芯部采用低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢之一，保证了耐磨杆件复合材料具有良好的韧性和塑性，可用于承受冲击载荷的工况。
（2）耐磨杆件复合材料所用杆件状钢材表面耐磨层的厚度可以在1mm到10mm之间灵活调整，以满足耐磨件使用寿命的要求，且杆件状钢材与其周围的耐磨合金之间为冶金结合，结合强度高，不脱落，寿命长。
（3）耐磨杆件复合材料的耐磨合金可以设计成不同的合金系，能够适用于磨料磨损、金属间磨损、腐蚀、高温磨损、冲击载荷磨损等各种工况，用其制造的筛分设备适用面更广。
（4）耐磨杆件复合材料生产工艺简单，设备投资少，可连续生产，生产效率较高。
附图说明
图1为本发明的耐磨杆件复合材料的剖面示意图；
图2为耐磨杆件复合材料生产方法一装置示意图；
图3为耐磨杆件复合材料生产方法二装置示意图。
其中，1金属杆件，2导向机构，3钢水包，4液态耐磨合金，5成型器，6冷却器，7 药芯焊丝或实芯焊丝，8拉坯机构，9送进机构，10耐磨合金层，11焊丝送进机构。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
图1中，耐磨杆件复合材料由芯部的金属杆件1和其周围的沿金属杆件1长度方向（纵向）分布的耐磨合金层10组成，两者之间为冶金结合。金属杆件的材质为任意金属材料，优选低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢之一，金属杆件1的横截面面积为3mm2~3000mm2，横截面的几何形状为圆形或者多边形，多边形为三角形、四边形、六边形或八边形，横截面的几何形状优选圆形。金属杆件1优选横截面与轴线垂直的等直杆。耐磨合金层10的厚度为1mm~10mm。整个耐磨杆件复合材料的长度根据需要可以任意确定，在整个耐磨杆件纵向长度方向均覆盖有耐磨合金层10。耐磨合金层10的材质根据使用工况确定，选用以下4种耐磨合金之一。
1）普通低中合金钢耐磨合金，其各成分质量百分比为：C 0.06%~0.8%、Mn 0.4%~2.0%、Si 0.2%~1.0%、Cr 0.1%~4.0%、Mo 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余为Fe；
或2）铁素体及马氏体不锈钢耐磨合金，其各成分质量百分比为：C 0.01%~0.8%、Mn 0.5%~2.5%、Si 0.15%~1.0%、Cr 11.5%~15.0%、Ni 0~6.5%、Mo 0~2.5%、N 0~0.2%、W 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余为Fe；
或3）高铬合金铸铁耐磨合金，其各成质量百分比为：C2.1%~7.0%、Mn0.3%~1.5%、Si 0.3%~1.8%、Cr 15.0%～35.0%、Ni 0~5.0%、Mo 0~8.5%、W 0%~10.0%、B 0~3.0%、V 0.2~4.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余为Fe；
或4）高铬钢耐磨合金，其各成质量百分比为：C 0.1%~0.9%、Si 0.15%~1.2%、Cr为9.0%～18.0%、Ni不超过6.5%、Mo不超过3.0%、W不超过2.8%、Nb不超过0.8%、B不超过1.8%、S小于0.05%、P小于0.05%，余为Fe；
上述1）～4）所列的四种耐磨合金除了以上要求的合金元素之外，允许含有一定量的作为杂质存在的其他合金元素，其含量以不影响耐磨合金的性能为原则。
上述耐磨杆件复合材料的制备方法有两个，方法一（见图2）包括如下步骤：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的金属杆件1，金属杆件1的长度根据需要任意确定。采用酸洗或机械方法去除金属杆件1表面的锈和油等污物。
酸洗采用现有的盐酸或硫酸酸洗工艺，机械方法采用现有的钢丝刷除锈工艺。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
（3）用现有工艺制备药芯焊丝或者实芯焊丝7，药芯焊丝或实芯焊丝7熔敷金属的成分与耐磨复合材料杆件耐磨合金层10的设计成分一致，焊丝直径为1.2mm~6.0mm。
（4）采用自保护焊接工艺或者CO2气体保护焊工艺，用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，即采用直流正接，以提高焊丝的熔化速度。
焊枪对称分布于杆件状钢材的两侧，在焊丝送进机构11的驱动下，从焊枪送出焊丝，焊丝与金属杆件1的夹角为10~45°，两把焊枪沿同一方向、以0.1~0.5米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。按现有工艺熔化步骤（3）制备的药芯焊丝或实芯焊丝7，并通过控制焊丝7与金属杆件1的夹角使金属杆件表面熔化的深度不超过0.5mm。
焊丝熔化在钢水包内金属杆件的周围形成一个液态耐磨合金熔池4，当熔池的深度达到5mm~30mm时，以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构8将杆件状钢材1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得耐磨杆件复合材料成品。
当前面一根金属杆件1的尾部在导向机构2内时，加入第二根金属杆件1，使前一根的尾部和后一根的头部接触，由送进机构9送进第二根，实现连续生产。
上述耐磨杆件复合材料的制备方法有两个，方法二（见图3）包括如下步骤：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的金属杆件1，金属杆件1的长度根据需要任意确定。采用酸洗或机械方法去除金属杆件1表面的锈和油等污物。
酸洗采用现有的盐酸或硫酸酸洗工艺，机械方法采用现有的钢丝刷除锈工艺。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
（3）用现有工艺熔炼耐磨合金，并使耐磨合金过热100~300℃，将熔炼好的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内液态耐磨合金4的高度为10mm~300mm，该高度越大，金属杆件1受热时间越长，其表层熔化量越多。钢水包3内液态耐磨合金4的高度和拉坯速度配合，使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.5mm。
（4）钢水包3内的液态耐磨合金4填充到成型器5内杆件状钢材1的周围，然后以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加熔炼好、过热100~300℃的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态耐磨合金4的液面高度。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
当前面一根金属杆件1的尾部在导向机构2内时，加入第二根金属杆件1，使前一根的尾部和后一根的头部接触，由送进机构9送进第二根，实现连续生产。
上述的耐磨杆件复合材料的两种制备方法中，所述的金属杆件1的材质为任意金属材料，优选低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢之一，杆件状钢材的横截面面积为3mm2~3000mm2，横截面的几何形状为圆形、多边形之一，多边形为三角形、四边形、六边形、八边形之一，横截面的几何形状优选圆形。杆件状钢材的长度根据需要确定，可以是任意长度。
上述的双金属耐磨杆件复合材料的制备方法一中，步骤（2）中所述的钢水包3为现有的能容纳30~100公斤钢水的钢水包，由现有的耐火材料和工艺制成。上述的耐磨杆件复合材料的制备方法二中，所述的钢水包3为现有的能容纳1~10公斤钢水的钢水包，由现有的石墨或耐火材料和工艺制成。
上述的耐磨杆件复合材料的两种制备方法中，方法一所述导向机构2中通过金属杆件1的孔与金属杆件1的横截面形状配合，导向机构2的孔与金属杆件1之间的间隙不超过0.5mm，导向机构2孔的长度为50mm~200mm。方法二所述导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为50~200mm。在熔炼法中，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为100~300mm。
上述的耐磨杆件复合材料的两种制备方法中，所述成型器5采用陶瓷材料制作，陶瓷材料优选氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷，成型器5中通过金属杆件1的横截面形状与杆件状钢材的横截面形状是相似图形，金属杆件1通过成型器5时，其周围的间隙均匀，间隙大小为1mm~10mm。成型器5的高度为5mm~100mm。采用现有方法安装到钢水包2的底部，并保证成型器5孔的轴线垂直于地面。
上述的耐磨杆件复合材料的两种制备方法中，所述冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过耐磨杆件复合材料坯料的孔与耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙不超过0.5mm，冷却器6的高度为50mm~200mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面形状任意，横截面面积为70mm2~800mm2，冷却水的流量为每分钟5公斤~20公斤。
实施例1：
制备耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为低合金钢Q345，横截面的几何形状为直径18mm的圆形，耐磨合金层10为高铬合金铸铁，厚度为4mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：3.5C、24.0Cr、0.25B、0.7Mn、0.5Si、0.8V、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。该耐磨杆件复合材料可用于筛分烧结矿等具有磨料磨损的材料。
（1）选用横截面直径为18mm（面积为254.34mm2）的杆件状Q345钢材，长度为1.2m。采用现有的盐酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证杆件状钢材在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳10公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为18.5mm，长度为180mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为200mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为22mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有工艺制备药芯焊丝，药芯焊丝熔敷金属的成分（质量%）为：3.5C、24.0Cr、0.25B、0.7Mn、0.5Si、0.8V、S小于0.035、P小于0.035、余为Fe。药芯焊丝的直径为4.0mm。
（4）用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，采用自保护焊接工艺，焊接电流为560A，电弧电压为38V。
两把焊枪对称分布于金属杆件1的两侧，焊丝与金属杆件1的夹角为15°，两把焊枪沿同一方向、以0.4米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。
焊丝熔化在钢水包3内金属杆件1的周围形成一个液态耐磨合金4熔池，当熔池的深度达到20mm时，以每分钟50mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包3内液态耐磨合金4的液面高度。下拉速度、焊丝7与金属杆件1的夹角、焊接工艺参数配合控制金属杆件1表面熔化的深度不超过0.5mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过耐磨杆件复合材料坯料的孔与耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为100mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟10公斤。
按上述方法生产的耐磨杆件复合材料，芯部Q345杆件材料的直径为18mm，耐磨合金层10的厚度为4mm、硬度达到HRC57，表面成形美观。用于烧结矿的振动筛，使用寿命达到了1年以上，是低碳钢盘条上穿陶瓷套的5倍以上。
实施例2：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为Q235低碳钢，横截面的几何形状为直径6.5mm的圆形，耐磨合金层10为高铬合金铸铁，厚度为2mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：3.8C、22.0Cr、0.5Mn、0.8Si、1.2V、1.2Mo、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。
（1）选用横截面直径为6.5mm（面积为33.17mm2）的杆件状Q235低碳钢盘条，长度为0.8m。采用现有的钢丝刷除锈工艺除去Q235表面的锈，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证杆件状钢材在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳5公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为7.2mm，长度为100mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为150mm。
成型器5采用氧化锆陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为10.5mm，成型器5的高度为20mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有工艺制备药芯焊丝，药芯焊丝熔敷金属的成分（质量%）为：3.8C、22.0Cr、0.5Mn、0.8Si、1.2V、1.2Mo、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。药芯焊丝的直径为5.0mm。
（4）用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，采用自保护焊接工艺，焊接电流为600A，电弧电压为42V。
两把焊枪对称分布于金属杆件1的两侧，焊丝与金属杆件1的夹角为10°，两把焊枪沿同一方向、以0.5米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。
焊丝熔化在钢水包内金属杆件1的周围形成一个液态耐磨合金熔池4，当熔池的深度达到25mm时，以每分钟100mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度。下拉速度、焊丝与金属杆件1的夹角、焊接工艺参数配合控制金属杆件1表面熔化的深度不超过0.3mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.1mm，冷却器6的高度为150mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟10公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部Q235杆件材料的直径为6.5mm，耐磨层的厚度为2mm、硬度达到HRC55，表面成形美观。用于铁矿石的振动筛，使用寿命达到了8个月，是25CrMnMo耐磨铸钢的4倍以上。
实施例3：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为Q215低碳钢，横截面几何形状为直径8.0mm的圆形，耐磨合金层10为普通低中合金钢耐磨合金，厚度为3mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.75C、1.0Si、1.8Mn、3.5Cr、S小于0.025、P小于0.035，余为Fe。
（1）选用横截面直径为8.0mm（面积为50.24mm2）的杆件状Q215低碳钢盘条，长度为1.0m。采用现有的盐酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳3公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为8.5mm，长度为200mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为50mm。
成型器5采用氧化锆陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为14.0mm，成型器5的高度为80mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有工艺制备实芯焊丝，实芯焊丝熔敷金属的成分（质量%）为：0.75C、1.0Si、1.8Mn、3.5Cr、S小于0.025、P小于0.035，余为Fe。实芯焊丝的直径为1.6mm。
（4）用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，采用CO2气体保护焊工艺，焊接电流为380A，电弧电压为30V。
两把焊枪对称分布于金属杆件1的两侧，焊丝7与金属杆件1的夹角为30°，两把焊枪沿同一方向、以0.25米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。
焊丝熔化在钢水包内金属杆件1的周围形成一个液态耐磨合金4熔池，当熔池的深度达到8mm时，以每分钟30mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金4的液面高度。下拉速度、焊丝与金属杆件1的夹角、焊接工艺参数配合控制金属杆件1表面熔化的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为80mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器6中部，冷却水的流量为每分钟5公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部Q215杆件材料的直径为8.0mm，耐磨层的厚度为3mm、硬度达到HRC48，表面成形美观。用于石块的筛分，既耐磨，又有良好的韧性和塑性，使用寿命6个月。
实施例4：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为45号钢，横截面的几何形状为直径10.0mm的圆形，耐磨合金层10为马氏体不锈钢耐磨合金，厚度为6mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.2C、0.6Si、2.0Mn、13.5Cr、2.5Ni、1.2Mo、0.15N、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。
（1）选用横截面直径为10.0mm（面积为78.5mm2）的杆件状45号钢盘条，长度为1.5m。采用现有的硫酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳8公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为10.3mm，长度为50mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为150mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为22.0mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有工艺制备药芯焊丝，药芯焊丝熔敷金属的成分（质量%）为：0.2C、0.6Si、2.0Mn、13.5Cr、2.5Ni、1.2Mo、0.15N、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。药芯焊丝的直径为4.0mm。
（4）用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，采用自保护焊接工艺，焊接电流为580A，电弧电压为40V。
两把焊枪对称分布于金属杆件1的两侧，焊丝与金属杆件1的夹角为45°，两把焊枪沿同一方向、以0.2米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。
焊丝熔化在钢水包内金属杆件1的周围形成一个液态耐磨合金熔池4，当熔池的深度达到18mm时，以每分钟40mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金4的液面高度。下拉速度、焊丝7与金属杆件1的夹角、焊接工艺参数配合控制金属杆件1表面熔化的深度不超过0.5mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为160mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器6中部，冷却水的流量为每分钟20公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部45钢杆件材料的直径为10.0mm，耐磨层的厚度为6mm、硬度达到HRC45，表面成形美观。
实施例5：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为50号圆钢，横截面的几何形状为直径45.0mm的圆形，耐磨合金层10为高铬钢耐磨合金，厚度为10mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.6C、16.0Cr、5.0Ni、2.5Mo、2.0W、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。
（1）选用横截面直径为10.0mm（面积为78.5mm2）的杆件状45号钢盘条，长度为1.5m。采用现有的硫酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳5公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为10.3mm，长度为50mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3上表面的距离为200mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为22.0mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有工艺制备药芯焊丝，药芯焊丝熔敷金属的成分（质量%）为：0.6C、16.0Cr、5.0Ni、2.5Mo、2.0W、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。药芯焊丝的直径为2.8mm。
（4）用两台焊机，金属杆件1接正极，焊丝接负极，采用自保护焊接工艺，焊接电流为400A，电弧电压为35V。
两把焊枪对称分布于金属杆件1的两侧，焊丝与金属杆件1的夹角为10°，两把焊枪沿同一方向、以0.2米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°。
焊丝熔化在钢水包内金属杆件1的周围形成一个液态耐磨合金4熔池，当熔池的深度达到6mm时，以每分钟10mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金4的液面高度。下拉速度、焊丝7与金属杆件1的夹角、焊接工艺参数配合控制金属杆件1表面熔化的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为160mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟20公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部45钢杆件材料的直径为10.0mm，耐磨层的厚度为6mm、硬度达到HRC48，表面成形美观。
实施例6：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为低合金钢Q345，横截面的几何形状为直径18mm的圆形，耐磨合金层10为高铬合金铸铁，厚度为4mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：3.5C、24.0Cr、0.25B、0.7Mn、0.5Si、0.8V、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。该双金属耐磨杆件复合材料可用于筛分烧结矿等具有磨料磨损的材料。
（1）选用横截面直径为18mm（面积为254.34mm2）的杆件状Q345钢材，长度为1.2m。采用现有的盐酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证杆件状钢材在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳50公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为18.5mm，长度为180mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为200mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的杆件状钢材1的孔，其直径为22mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有的中频感应电炉和现有的熔炼工艺，熔炼耐磨合金，并调整耐磨合金的成分（质量%）为：3.5C、24.0Cr、0.25B、0.7Mn、0.5Si、0.8V、S小于0.035、P小于0.035、余为Fe。加热到耐磨合金过热200℃，并保持这个过热温度，获得液态耐磨合金4。
（4）将步骤（3）得到的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内的液态耐磨合金4填充到成型器5内金属杆件1的周围，然后以每分钟100mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加步骤（3）的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态耐磨合金4的液面高度为100mm。使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为100mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟10公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部Q345杆件材料的直径为18mm，耐磨合金层10的厚度为4mm、硬度达到HRC57，表面成形美观。用于烧结矿的振动筛，使用寿命达到了1年以上，是低碳钢盘条上穿陶瓷套的5倍以上。
实施例7：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为Q235低碳钢，横截面的几何形状为直径6.5mm的圆形，耐磨合金层10为高铬合金铸铁，厚度为2mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：3.8C、22.0Cr、0.5Mn、0.8Si、1.2V、1.2Mo、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。
（1）选用横截面直径为6.5mm（面积为33.17mm2）的杆件状Q235低碳钢盘条，长度为0.8m。采用现有的钢丝刷除锈工艺除去Q235表面的锈，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证杆件状钢材在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳100公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为7.2mm，长度为100mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为100mm。
成型器5采用氧化锆陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为10.5mm，成型器5的高度为20mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有的中频感应电炉和现有的熔炼工艺，熔炼耐磨合金，并调整耐磨合金的成分（质量%）为：3.8C、22.0Cr、0.5Mn、0.8Si、1.2V、1.2Mo、S小于0.035、P小于0.035，余为Fe。加热到耐磨合金过热250℃，并保持这个过热温度，获得液态耐磨合金4。
（4）将步骤（3）得到的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内的液态耐磨合金填充到成型器5内金属杆件1的周围，然后以每分钟500mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加步骤（3）的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态金属的液面高度为300mm。使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.1mm，冷却器6的高度为150mm，冷却器内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟10公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部Q235杆件材料的直径为6.5mm，耐磨层的厚度为2mm、硬度达到HRC55，表面成形美观。用于铁矿石的振动筛，使用寿命达到了8个月，是25CrMnMo耐磨铸钢的4倍以上。
实施例8：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为Q215低碳钢，横截面几何形状为直径8.0mm的圆形，耐磨合金层10为普通低中合金钢耐磨合金，厚度为3mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.75C、1.0Si、1.8Mn、3.5Cr、S小于0.025、P小于0.035，余为Fe。
（1）选用横截面直径为8.0mm（面积为50.24mm2）的杆件状Q215低碳钢盘条，长度为1.0m。采用现有的盐酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨合金层10的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳80公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为8.5mm，长度为200mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为300mm。
成型器5采用氧化锆陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为14.0mm，成型器5的高度为80mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有的中频感应电炉和现有的熔炼工艺，熔炼耐磨合金，并调整耐磨合金的成分（质量%）为：0.75C、1.0Si、1.8Mn、3.5Cr、S小于0.025、P小于0.035，余为Fe。加热到耐磨合金过热100℃，并保持这个过热温度，获得液态耐磨合金4。
（4）将步骤（3）得到的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内的液态耐磨合金4填充到成型器5内金属杆件1的周围，然后以每分钟10mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加步骤（3）的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态耐磨合金4的液面高度为10mm。使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.3mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为80mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器6中部，冷却水的流量为每分钟5公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部Q215杆件材料的直径为8.0mm，耐磨层的厚度为3mm、硬度达到HRC48，表面成形美观。用于石块的筛分，既耐磨，又有良好的韧性和塑性，使用寿命6个月。
实施例9：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为45号钢，横截面的几何形状为直径10.0mm的圆形，耐磨合金层10为马氏体不锈钢耐磨合金，厚度为6mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.2C、0.6Si、2.0Mn、13.5Cr、2.5Ni、1.2Mo、0.15N、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。
（1）选用横截面直径为10.0mm（面积为78.5mm2）的杆件状45号钢盘条，长度为1.5m。采用现有的硫酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨层的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳50公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为10.3mm，长度为50mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为200mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为22.0mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有的中频感应电炉和现有的熔炼工艺，熔炼耐磨合金，并调整耐磨合金的成分（质量%）为：0.2C、0.6Si、2.0Mn、13.5Cr、2.5Ni、1.2Mo、0.15N、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。加热到耐磨合金过热150℃，并保持这个过热温度，获得液态耐磨合金4。
（4）将步骤（3）得到的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内的液态耐磨合金4填充到成型器5内金属杆件1的周围，然后以每分钟200mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加步骤（3）的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态金属的液面高度为150mm。使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为160mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器6中部，冷却水的流量为每分钟20公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部45钢杆件材料的直径为10.0mm，耐磨层的厚度为6mm、硬度达到HRC45，表面成形美观。
实施例10：
制备双金属耐磨杆件复合材料，芯部金属杆件1为50号圆钢，横截面的几何形状为直径45.0mm的圆形，耐磨合金层10为高铬钢耐磨合金，厚度为10mm，耐磨合金层10的合金成分设计为（质量%）：0.6C、16.0Cr、5.0Ni、2.5Mo、2.0W、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。
（1）选用横截面直径为10.0mm（面积为78.5mm2）的杆件状45号钢盘条，长度为1.5m。采用现有的硫酸酸洗工艺去除杆件状钢材表面的锈和油等污物，获得金属杆件1。
（2）将步骤（1）制备的金属杆件1，通过导向机构2，采用现有的送进机构9垂直插入钢水包3下部的成型器5中。导向机构2和钢水包3下部的拉坯机构8保证金属杆件1在成型器5的中心通过，并使其与成型器5的间隙大小一致，以保证耐磨层的厚度均匀。
钢水包3为现有的能容纳50公斤钢水的钢水包。
导向机构2孔的直径为10.3mm，长度为50mm，导向机构2孔的下表面到钢水包3中钢水上表面的距离为200mm。
成型器5采用氧化铝陶瓷材料制作，成型器5中通过步骤（1）的金属杆件1的孔，其直径为22.0mm，成型器5的高度为50mm，且成型器5孔的轴线垂直于地面。
（3）用现有的中频感应电炉和现有的熔炼工艺，熔炼耐磨合金，并调整耐磨合金的成分（质量%）为：0.6C、16.0Cr、5.0Ni、2.5Mo、2.0W、S小于0.02、P小于0.025，余为Fe。加热到耐磨合金过热150℃，并保持这个过热温度，获得液态耐磨合金4。
（4）将步骤（3）得到的液态耐磨合金4倒入钢水包3内，钢水包3内的液态耐磨合金4填充到成型器5内金属杆件1的周围，然后以每分钟200mm的速度，由现有的拉坯机构8将金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的过程中，向钢水包3添加步骤（3）的液态耐磨合金4，并保持钢水包3内液态金属的液面高度为150mm。使金属杆件1表面熔化层的深度不超过0.2mm。
（5）由步骤（4）拉下的金属杆件1和其周围的液态耐磨合金4经过冷却器6时，液态耐磨合金4被强制冷却而凝固结晶，从冷却器6拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
冷却器6采用紫铜制作，其内孔，即通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔与双金属耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙为0.2mm，冷却器6的高度为160mm，冷却器6内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面为直径20mm圆形，孔道的轴线是一个直径为46mm、与冷却器6上通过双金属耐磨杆件复合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷却器中部，冷却水的流量为每分钟20公斤。
按上述方法生产的双金属耐磨杆件复合材料，芯部45钢杆件材料的直径为10.0mm，耐磨层的厚度为6mm、硬度达到HRC48，表面成形美观。
Claims (10)
1.一种耐磨杆件复合材料，其特征是，它主要由芯部的金属杆件和其周围沿杆件长度方向设置的耐磨合金层组成，两者间冶金结合；芯部金属杆件的横截面面积为3mm2~3000mm2，耐磨合金层的厚度为1mm~10mm。
2.如权利要求1所述的耐磨杆件复合材料，其特征是，所述杆件为低碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢中的任意一种，杆件的横截面的几何形状为圆形或多边形。
3.如权利要求1所述的耐磨杆件复合材料，其特征是，所述耐磨合金层为普通低中合金钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.06%~0.8%、Mn 0.4%~2.0%、Si 0.2%~1.0%、Cr 0.1%~4.0%、Mo 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
4.如权利要求1所述的耐磨杆件复合材料，其特征是，所述耐磨合金层为铁素体及马氏体不锈钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.01%~0.8%、Mn 0.5%~2.5%、Si 0.15%~1.0%、Cr 11.5%~15.0%、Ni 0~6.5%、Mo 0~2.5%、N 0~0.2%、W 0~1.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
5.如权利要求1所述的耐磨杆件复合材料，其特征是，所述耐磨合金层为高铬合金铸铁耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C2.1%~7.0%、Mn0.3%~1.5%、Si 0.3%~1.8%、Cr 15.0%～35.0%、Ni 0~5.0%、Mo 0~8.5%、W 0%~10.0%、B 0~3.0%、V 0.2~4.5%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
6.如权利要求1所述的耐磨杆件复合材料，其特征是，所述耐磨合金层为高铬钢耐磨合金，其各成分的质量百分比为：C 0.1%~0.9%、Si 0.15%~1.2%、Cr为9.0%～18.0%、Ni不超过6.5%、Mo不超过3.0%、W不超过2.8%、Nb不超过0.8%、B不超过1.8%、S小于0.05%、P小于0.05%，余量为Fe。
7.一种权利要求1所述的耐磨杆件复合材料的制备方法，其特征是，它的步骤如下：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的杆件状钢材，杆件状钢材的长度根据需要任意确定；并去除杆件状钢材表面的污物；
（2）将步骤（1）制备的杆件状钢材，垂直插入钢水包下部的成型器中，并利用导向机构和钢水包下部的拉坯机构保证杆件状钢材在成型器的中心通过，并使其与成型器的间隙大小一致，以保证耐磨合金层的厚度均匀；
（3）用现有工艺制备药芯焊丝或者实芯焊丝，药芯焊丝或实芯焊丝熔敷金属的成分与耐磨复合材料杆件耐磨合金层的设计成分一致，焊丝直径为1.2mm~6.0mm；
（4）采用自保护焊接工艺或者CO2气体保护焊工艺，用两台焊机，杆件状钢材接正极，焊丝接负极，即采用直流正接，以提高焊丝的熔化速度；
焊枪对称分布于杆件状钢材的两侧，焊丝与杆件状钢材的夹角为10~45°，由焊丝送进机构送丝；两把焊枪沿同一方向、以0.1~0.5米/分钟的线速度绕圆周摆动，摆动的角度范围为0-180°；按现有工艺熔化步骤（3）制备的药芯焊丝或实芯焊丝，并通过控制焊丝与杆件状钢材的夹角使杆件表面熔化的深度不超过0.5mm；
焊丝熔化在钢水包内杆件状钢材的周围形成一个液态耐磨合金熔池，当熔池的深度达到5mm~30mm时，以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构将杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金垂直向下拉，下拉速度和焊丝熔化速度配合，以保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度；
（5）由步骤（4）拉下的杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金经过冷却器时，液态耐磨合金被强制冷却而凝固结晶，从冷却器拉出后，冷却到室温，就获得耐磨杆件复合材料成品。
8.一种权利要求1所述的耐磨杆件复合材料的制备方法，其特征是，它的步骤如下：
（1）选用横截面面积为3mm2~3000mm2的杆件状钢材，杆件状钢材的长度根据需要任意确定；并去除杆件状钢材表面的污物；
（2）将步骤（1）制备的杆件状钢材，垂直插入钢水包下部的成型器中，并利用导向机构和钢水包下部的拉坯机构保证杆件状钢材在成型器的中心通过，并使其与成型器的间隙大小一致，以保证耐磨合金层的厚度均匀；
（3）用现有工艺熔炼耐磨合金，并使耐磨合金过热100~300℃，将熔炼好的液态耐磨合金倒入钢水包内，钢水包内液态耐磨合金的高度为10mm~300mm；钢水包内液态耐磨合金的高度和拉坯速度配合，使杆件状钢材表面熔化层的深度不超过0.5mm；
（4）钢水包内的液态耐磨合金填充到成型器内杆件状钢材的周围，然后以每分钟10mm~500mm的速度，由现有的拉坯机构将杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金垂直向下拉；在向下拉的过程中，向钢水包添加熔炼好的、过热100~300℃的耐磨合金，并保持钢水包内液态耐磨合金的液面高度；
（5）由步骤（4）拉下的杆件状钢材和其周围的液态耐磨合金经过冷却器时，液态耐磨合金被强制冷却而凝固结晶，从冷却器拉出后，冷却到室温，就获得双金属耐磨杆件复合材料成品。
9.如权利要求7或8所述的耐磨杆件复合材料的制备方法，其特征是，所述导向机构的孔与杆件状钢材之间的间隙不超过0.5mm，导向机构孔的长度为50mm~200mm；导向机构孔的下表面到钢水包上表面的距离为50~300mm。
10.如权利要求7或8所述的耐磨杆件复合材料的制备方法，其特征是，所述成型器采用陶瓷材料制作，成型器中通过杆件状钢材的横截面形状与杆件状钢材的横截面形状相配合，杆件状钢材通过成型器时，其周围的间隙均匀，间隙大小为1mm~10mm；成型器的高度为5mm~100mm，安装在钢水包的底部，并保证成型器孔的轴线垂直于地面；
所述冷却器采用紫铜制作，其内孔，即通过耐磨杆件复合材料坯料的孔与耐磨杆件复合材料坯料之间的间隙不超过0.5mm，冷却器的高度为50mm~200mm，冷却器内设有内循环的孔道，用于通自来水冷却，孔道横截面形状任意，横截面面积为70mm2~800mm2，冷却水的流量为每分钟5公斤~20公斤。
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