CN103264259B - 一种耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法，可有效解决耐磨耐火砖磨具的生产问，方法是，包括底板和耐磨复合板，耐磨复合板是由下层的钢板和钢板表面上的冶金结合在一起的合金层构成，耐磨复合板的钢板底面经钎焊层与底板牢固结合在一起，构成复合结构板，制备方法是：将钎焊焊剂调制为膏状，均匀地涂抹在两待钎焊面，底板上放置钎料，将耐磨复合板放置于钎料上；开启与用于感应的电源相连的电磁感应线圈或电炉，打开滚轮架行走开关，底板穿过电磁感应线圈或电炉炉膛，对底板和耐磨复合板进行压整，钎焊层充满率大于85%，构成复合耐磨板，进行切割和加工即可得耐磨耐火砖模具，本发明耐磨耐腐蚀性高，生产效率高，寿命长，成本低，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及磨具用料，特别是一种耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法。
背景技术
耐火砖是用耐火黏土或其他耐火原料烧制而成，用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，采用摩擦压砖机成型，因此制砖模具的性能一定程度上决定了耐火砖的尺寸精度和产量。
现有的耐火砖模具材质经历了由渗碳钢、冷硬铸铁、高合金模具钢，使用寿命由约8000块提高至约20000块，但都存在生产设备复杂、成本高等缺点。硬质合金模具也在耐火砖模具上有所应用，它采用硬质合金贴附方式，存在结合差、硬质合金片易破碎等缺陷。专利号201120094118.7提供了一种耐火砖镶嵌模具，其特征在于所述衬板上设有可更换的耐磨板，这种方法可降低模具成本、但是频繁更换耐磨板增加了工作量，而且衬板四边位置抗磨能力差也限制该模具的推广应用。
另外，以上方法均不适合于制备厚度大于30mm的耐火砖模具。我国每年耐火砖模具消耗量巨大，因此研究和发明一种生产成本低、抗磨性能优良的耐火砖模具板，用于制造耐磨耐火砖磨具是十分迫切的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法，可有效解决耐磨耐火砖磨具的生产问题。
本发明解决的技术方案是，该磨具板结构是，包括底板和耐磨复合板，耐磨复合板是由下层的钢板和钢板表面上的冶金结合在一起的耐磨合金层构成，耐磨复合板的钢板底面经钎焊层与底板牢固结合在一起，构成复合结构板，该磨具板的制备方法是：
（1）对底板和耐磨复合板表面处理，除去待钎焊的表面的油污、氧化物；
（2）将钎焊焊剂调制为质量浓度20-60%的膏状，均匀地涂抹在两待钎焊面，底板上放置钎料，钎料用量为20-40g/dm2，将耐磨复合板放置于钎料上；
（3）开启与用于感应的电源相连的电磁感应线圈或电炉，打开滚轮架行走开关，底板以200-800mm/min的速度穿过电磁感应线圈或电炉炉膛，用于感应的电源功率为40-120Kw，电炉功率稳定在60-120Kw，保持钎焊层温度为880-950℃；
（4）辊轮在底板和耐磨复合板通过电磁感应线圈或电炉炉膛后，对二者进行压整，保证钎焊层充满率大于85%；
（5）将底板与耐磨复合板钎焊在一起，构成复合耐磨板，对该耐磨板按常规方法对其进行切割和加工即可制得耐磨耐火砖模具。
所述的耐磨复合板由常规钢板和耐磨合金层两部分组成，耐磨合金层化学成分为：Cr：18%-36%；C:3%-8%；Ni:5%-15%；Al2O3－TiO2：1%-30%；B:1%-3%；Si:1%-4%；Nb:2%-15%；B4C：2%-15%；TiB2：3%-15%；Fe：其余，该耐磨合金层耐磨性可达到常见模具钢的10倍以上，硬度值为HRC55-68，表面无气孔、裂纹。
本发明结构简单，易生产制造，耐磨耐腐蚀性高，有效用于耐磨耐火砖的生产，生产效率高，使用寿命长，成本低，节能环保，有显著的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的磨具板结构及其生产时的状态图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1给出，本发明的磨具板包括底板和耐磨复合板，耐磨复合板是由下层的钢板2和钢板表面上的冶金结合在一起的耐磨合金层1构成，耐磨复合板的钢板2底面经钎焊层3与底板4牢固结合在一起，构成复合结构板。
该复合结构板的生产步骤如下：
（1）对底板和耐磨复合板的待钎焊面表面进行清理，去除油污、氧化物等；
（2）在耐磨复合板的待钎焊面上，均匀涂一层质量浓度为20—60%的膏状焊剂，底板上放置钎料，钎料用量为20-40g/dm2，将耐磨复合板放置于钎料上；
（3）开启与用于感应的电源相连的电磁感应线圈或电炉，打开滚轮架行走开关，使底板和耐磨复合板以200-800mm/min的速度穿过电磁感应线圈或电炉炉膛，用于感应的电源功率为40-120Kw，电炉功率为60-120Kw，保持钎焊层温度为880-950℃；
（4）在底板和耐磨复合板通过电磁感应线圈或电炉炉膛后，用滚轮对底板和耐磨复合板进行压整，保证钎焊面接触率大于85%，使底板和耐磨复合板牢固的结合在一起，表面无气孔，无裂纹，冷至室温后即成本发明的耐磨耐火砖磨具板， 对其切割和常规机加工即可制得耐磨耐火砖模具；
所述的耐磨复合板由常规钢板和耐磨合金层呈冶金结合在一起构成，耐磨合金层是由重量计的：Cr：18%-36%；C:3%-8%；Ni:5%-15%；Al2O3－TiO2：1%-30%；B:1%-3%；Si:1%-4%；Nb:2%-15%；B4C：2%-15%；TiB2：3%-15%和余量为Fe的合金粉制成，合金粉粒径为75-250μm。
所述的钢板与耐磨合金层1呈冶金结合，是利用常规的等离子熔覆、激光熔覆、明弧/埋弧堆焊、氩弧熔覆的一种制备的复合板，或是普通钢板表面预置合金粉末，利用电磁感应加热或电炉加热，使合金粉末完全熔化和普通钢板表层微熔在一起制得的复合板。
所述的耐磨复合板的厚度为2-5mm，其中耐磨合金层的厚度为1-4mm，具体可是2+1、2+2、3+1、3+2、3+3、4+1、4+2、4+3、4+4、5+1、5+2、5+3、5+4等（加号后边数字为耐磨合金层厚度。单位为mm）。
所述的钎料包括重量计的：Cu:50-55%，Zn:20-25%，Ni:1-6%，Mn:2-5%，和Ag:1-10%；钎焊剂的主要成分包括K、F元素；
所述的底板为低碳钢或低合金钢，厚度为4-40mm。
实施例1
按上述将耐磨复合板制备好后，截取底板4和耐磨复合板2尺寸为150×200，其中底板的厚度为25mm、复合耐磨板的规格为3+2mm；
耐磨合金层1的化学成分满足Cr：18-36%；C:3-8%；Ni:5-15%；Al2O3－TiO2：1-30%；B:1-3%；Si:1-4%；Nb:2-15；B4C：2-15%；TiB2：3-15%；Fe：其余；
耐磨合金层1耐磨性可达到常见模具钢的10倍以上，硬度值为HRC55-68，表面无气孔、裂纹；
去除底板4和耐磨复合板2待钎焊面的油污、氧化物等，将钎焊焊剂调制为浓度40%的膏状，均匀地涂抹在两待钎焊面，底板4上面放置钎料，钎料质量选取依据36g/dm2，将耐磨复合板2放置于钎料上；
开启加热电源，打开滚轮架7行走开关，底板4以400mm/min的速度穿过电磁感应线圈或电炉炉膛5，感应器和电炉功率稳定在80Kw，保持钎焊层3温度为880-950℃；
辊轮6在底板4和耐磨复合板2通过电磁感应线圈或电炉炉膛5后，对二者进行压整，保证钎焊层3充满率大于85%；
待底板4与耐磨复合板2钎焊完毕后，对其切割和常规机加工即可制得耐磨耐火砖模具。
实例2（耐磨复合板的制备与钎焊同步）
截取底板4和基板2尺寸为150×300，其中底板4的厚度为20mm、基板2厚度为2mm；
去除底板4和基板2待钎焊面的油污、氧化物等，将钎焊焊剂调制为浓度35%的膏状，均匀地涂抹在两待钎焊面，底板4上面放置钎料，钎料质量选取依据35g/dm2，将基板2放置于钎料上；
将化学成分为Cr：18-36%；C:3-8%；Ni:5-15%；Al2O3－TiO2：1-30%；B:1-3%；Si:1-4%；Nb:2-15；B4C：2-15%；TiB2：3-15%；硼酐：2-10%，CaF2：3-15%，Fe：其余的合金粉末用水玻璃调制呈糊状，均匀地预置在基板2上，厚度为2mm；
开启加热电源，打开滚轮架7行走开关，底板4和基板2以300mm/min的速度穿过电磁感应线圈或电炉炉膛5，感应器和电炉功率稳定在120Kw，保持钎焊层3温度为880-950℃；
辊轮6在底板4和基板2通过电磁感应线圈或电炉炉膛5同步完成钎焊和重熔后，对二者进行压整，保证钎焊层3充满率大于85%；
待底板4与耐磨复合板2钎焊完毕后，对其切割和常规机加工即可制得耐磨耐火砖模具。
需要指出的是，在本申请中，所涉及到的设备都是本领域技术人员公知的现有设备，本申请中只是利用这些设备来生产耐磨耐火砖磨具板，本申请的创造性贡献在于，经科学研究，试验和对时间总结后做出的具有创造性的一种快速制造耐磨耐火砖磨具板的生产方法。
本发明方法操作简单，成本低效率高，所制得的耐磨耐火砖磨具的耐磨性可提高10倍以上，使用寿命可延长5倍以上，成本节约50%以上，而且有效解决了因磨具报废而对环境造成的污染，经济和社会效益巨大。
Claims (3)
1.一种耐磨耐火砖模具板的制备方法，其特征在于，该耐磨复合板是由下层的钢板（2）和钢板表面上的冶金结合在一起的耐磨合金层（1）构成，耐磨复合板的钢板（2）底面经钎焊层（3）与底板（4）牢固结合在一起，构成复合结构板，其制备方法是：
（1）对底板和耐磨复合板的待钎焊面表面进行清理，去除油污、氧化物；
（2）在耐磨复合板的待钎焊面上，均匀涂一层质量浓度为20—60%的膏状焊剂，底板上放置钎料，钎料用量为20-40g/dm2，将耐磨复合板放置于钎料上；
（3）开启与用于感应的电源相连的电磁感应线圈或电炉，打开滚轮架行走开关，使底板和耐磨复合板以200-800mm/min的速度穿过电磁感应线圈或电炉炉膛，用于感应的电源功率为40-120Kw，电炉功率为60-120Kw，保持钎焊层温度为880-950℃；
（4）在底板和耐磨复合板通过电磁感应线圈或电炉炉膛后，用滚轮对底板和耐磨复合板进行压整，保证钎焊面接触率大于85%，使底板和耐磨复合板牢固的结合在一起，表面无气孔，无裂纹，冷至室温后即成本发明的耐磨耐火砖磨具板，对其切割和常规机加工即可制得耐磨耐火砖模具；
所述的耐磨复合板由常规钢板和耐磨合金层呈冶金结合在一起构成，耐磨合金层是由重量计的：Cr：18%-36%；C:3%-8%；Ni:5%-15%；Al2O3－TiO2：1%-30%；B:1%-3%；Si:1%-4%；Nb:2%-15%；B4C：2%-15%；TiB2：3%-15%和余量为Fe的合金粉制成，合金粉粒径为75-250μm；
所述的钢板与耐磨合金层（1）呈冶金结合，是利用常规的等离子熔覆、激光熔覆、明弧/埋弧堆焊、氩弧熔覆的一种制备的复合板，或是普通钢板表面预置合金粉末，利用电磁感应加热或电炉加热，使合金粉末完全熔化和普通钢板表层微熔在一起制得的复合板。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐火砖模具板的制备方法，其特征在于，所述的耐磨复合板的厚度为2-5mm，其中耐磨合金层的厚度为1-4mm；
所述的钎料包括重量计的：Cu:50-55%，Zn:20-25%，Ni:1-6%，Mn:2-5%，和Ag:1-10%；钎焊剂成分包括K、F元素。
3.根据权利要求1所述的耐磨耐火砖模具板的制备方法，其特征在于，所述的底板为低碳钢或低合金钢，厚度为4-40mm。
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