CN1023617C - 高寿命采掘元件耐磨材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本耐磨材料用于农业、矿山、国防等工程机械中采掘元件的加工，本材料以一般钢材为母材，表面喷焊一层过渡层和一层耐磨层，过渡层含Cr、B、Si、Ni组份，耐磨层为Wc和粘接金属的融熔物，其中Wc含量50～50%，粘结金属含Cr、B、Si、Cu、Ni组份。用本材料制成的元件用于切土、采煤等作业时其表面吸附一层土、砂等物形成自身的保护层，有极好的耐磨性能和耐冲击韧性，与现有的采掘元件材料相比，其耐磨性能提高12.5～27.7倍，大大延长了使用寿命。
Description
本发明是关于一种主要用于农业、矿山、国防等工程机械中采掘元件的耐磨材料以及该材料的制造方法。
农业、矿山、国防等工程机械中，切土、采煤等采掘元件大多以及高锰钢类、白口铸铁类、陶瓷类及堆焊硬质合金类材料制成，这些材料耐磨性及耐冲击韧性较差，使用寿命短，不能满足高效率、高速度及大负荷机械作业的要求。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种耐磨、耐冲击、韧性强的采掘元件材料及该材料的制造方法，以满足切土、采煤等采掘作业的需要。
本发明的耐磨材料由母材、过渡层和耐磨层组成，其中母材为一般钢材，过渡层为Cr、B、Si、Ni组成的合金，过渡层各组分重量而分含量为：Cr14%，B2.0%，Si3.5%，Ni70.5%。耐磨层是Wc和粘结金属的融熔物，其中Wc含量为50～55%。粘结金属中含Cr14%、B3.5%、Si4%、Cu24%、Ni54.5%。
本发明耐磨材料采用氧乙炔喷焊工艺制成，其制造方法是，将50-100目的Wc粉末按50-55%的重量百分含量与粘结金属粉未相混合待用，该粘结金属是上海有色金属焊接材料厂生产的粉109产品，有市售，其组分重量百分含量是Cr14%，B3.5%，Si4%，Cu24%，Ni余量。先在母材表面喷焊一层含Cr14%，B2.0%、Si3.5%，Ni70.5%的合金粉，该合金粉是上海有色金属焊接材料厂出品“粉106”产品，有市售。然后将上述Wc和粘结金属混合粉末喷焊在过渡层表面构成耐磨层。
本发明耐磨材料表面层所含的Wc具有极好的抗磨阻磨性能，粘结金属具有良好的韧性和耐磨性，由于耐磨层特有的组织结构和表面特征，在切土或采煤过程中使之吸附一层土、砂等物质，形成自身的保护层，大大提高了元件的使用寿命，本耐磨材料的耐冲击韧性主要由母材承担，过渡层起增强结合强度和过渡缓冲使用。
下面结合附图说明本发明的实施例。
图1表示本发明耐磨材料采用氧-乙炔焰喷焊工艺的设备及制造工艺示意图。
图2表示本发明耐磨材料结构图。
本实施例中，母材采用45＃钢，将50-100目的Wc粉末与“109”粘结金属以1∶1重量比称重并充分混合待用，开启氧气瓶1及乙炔气瓶2的阀门点燃喷枪3，以母材工件4预热至200℃～300℃，喷枪漏斗5中装入“粉106”合金粉，在氧-乙炔气流作用下喷撒和重熔同时进行，“粉106”即被喷焊在工件表面，喷焊厚度约1～1.5mm，形成过渡层。再用同样方法，将混合好的Wc与粘结金属粘合粉末加入漏斗，在过渡层表面喷焊一层耐磨层，厚度约2～2.5mm，自然冷却即成。
耐磨材料的结构如图2，6为耐磨层，7为过渡层，8为母材。
下表为本发明耐磨材料与其它几种材料分别在ML-10型磨料磨损试验机上进行磨损试验的试验结果。
磨料：180＃刚玉水砂纸（上海砂轮厂）：
磨程：9.4m;
圆盘转速：60转/分;
试样尺寸：5×5.3×32mm;（表见文后）
由表可见在同样载荷及相同试验条件下，本发明材料试验结果失重远小于其它各种材料，即磨损量最小，与耐磨性较好的高铬铸铁相比，本发明耐磨材料的耐磨性能是其12.5～27.2倍。
载荷（kg）
失重（mg） 1.5 3.1 4.6 5.7 6.6 相对耐磨
编号 性β
①本发明耐磨材料 1.25 2.45 2.70 3.10 3.25 1252～1712
②法国斗齿材料 26.00 48.75 67.65 79.15 88.30 56～63
③强韧白口铁 17.00 32.15 44.45 56.05 63.40 89～92
④15Cr2MoiCu高铬铸铁 15.65 27.65 38.05 47.80 55.65 100
Claims (2)
1、高寿命采掘元件耐磨材料，以一般钢材为母材，其特征是该材料的母材表面覆合有过渡层及耐磨层，其过滤层为Cr、B、Si、Ni组成的合金，其中各组份的重量百分含量为Cr14%，B2.0%，Si3.5%，Ni70.5%，耐磨层是Wc和粘结金属的融熔物，该层含Wc50～55%，粘结金属含Cr14%，B3.5%，Si4%，Cu24%，Ni为54.5%，以上均为重量百分含量。
2、如权利要求1所述的高寿命采掘元件耐磨材料的制造方法，其特征是将50-100目的Wc粉末按50～55%的重量百分比与粘结金属“粉109”粉未充分混合待用，先在母材表面用氧-乙炔焰喷焊一层“粉106”合金粉为过渡层，喷焊厚度为1～1.5mm，再在该过渡层表面喷焊上述混合好的Wc与粘结金属的混合物为耐磨层，该层喷焊厚度为2～2.5mm。
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