CN107413878A - 一种提高耐磨钢复合板复合效果的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明目的是提供一种提高耐磨钢复合板复合效果的轧制方法,属于金属复合材料制造领域。该方法包括制坯原料选择、制坯、轧制和热处理四大步骤,该方法生产的耐磨钢双金属复合材料,实现了牢固的冶金结合,界面结合强度大于220MPa;同时,利用两段式控制轧制,先在1100℃左右,实现良好的耐磨钢复合界面,再在850~900℃左右控轧轧制,实行耐磨钢复合板的晶粒的细小和均匀化,为热处理奠定良好的组织基础;减少耐磨钢复合板淬火时的开裂,从而获得良好的耐磨钢复合界面组织,良好的结合界面强度和良好的耐磨性等力学性能,提高成品率。
Description
技术领域
本发明目的是提供一种提高耐磨钢复合板复合效果的轧制方法,属于金属复合材料制造领域。
背景技术
磨损和腐蚀、断裂并列为金属机械零件失效的三大方式,我国每年因磨损消耗的金属材料已达300万t以上;现代工业迫切需要能在恶劣磨损工况下有效工作的工件。在保证机械部件强度、刚度和抗疲劳等性能的前提下,如何提高材料表面的耐磨性,成为研究开发的热点;耐磨复合钢板是一种采用复合技术生产的耐磨复合材料,在设计上综合了耐磨合金和基体材料的优点,并弥补了各自的不足,具有单一金属或合金无法比拟的优异综合性能,因此被广泛应用于各个工业领域;耐磨复合板大都采用堆焊工艺,由于堆焊过程中基体受热不均匀,温度场梯度大,容易引起较大的焊接残余应力及变形;堆焊层表面粗糙,加工困难;目前,中国专利CN201510002479.7公开了一种耐磨层压复合材料及其制造方法,该方法包括制坯原料选择,耐磨复层材料结合界面选择,制坯,轧制,球化退火和耐磨复合材料热轧卷的切边,没有涉及提高耐磨钢复合界面的工艺;轧制耐磨钢复合板的一个重要问题是复合界面质量差,耐磨钢复合板淬火易产生残余应力,甚至开裂,从而限制轧制耐磨钢复合板的应用。
如能开发提高轧制耐磨钢复合板复合效果的方法,提高复合界面质量,减少耐磨钢复合板的淬火开裂等问题,将为轧制耐磨钢复合板带来广大的应用价值。
发明内容
本发明的将提供一种提高耐磨钢复合板复合效果的轧制方法,提高复合界面微观组织的均匀化,细小化,减少耐磨钢复合板的淬火开裂。
本发明是这样实现的,其特征在于加工步骤为:
1.制坯原料选择:基层材料选用普通碳素钢或低合金钢,复层材料选用含耐磨钢;
2.制坯:将步骤(1)选好的基层材料和复层材料采用机械方法进行表面处理,使氧化皮、钝化层等杂质去除;然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨,增加表面的粗糙度利于后续复合;最后使用酒精清洗表面去除油污,脏物等,吹干;之后进行下列对称四层复合板坯制备,复层材料叠加,其两者之间铺放隔离材料,其外层叠放步骤(1)选好的基层材料,复层与基层待复合表面相贴合,基层材料稍大于复层材料,然后密封焊接基层材料,并预留抽气管,通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1 x10-3Pa,并保压2小时后,热封抽气管,得到真空复合板坯;
3.轧制:将步骤(2)制得的真空复合板坯送入加热炉内,进行常规加热,加热温度为1200℃~1250℃,之后送入轧机轧制,利用两段式控制轧制,先在1100℃左右控制轧制压下率在50%以上,实现良好的耐磨钢复合界面,再在850~900℃左右控轧轧制,实现耐磨钢复合板的晶粒的细小和均匀化,为热处理奠定良好的组织基础,总的累计压下率≥80%;
4.热处理:将步骤(3)制得耐磨钢复合板在900℃~950℃淬火,170~190℃低温回火。
本发明优点及积极效果:
利用两段式控制轧制,先在1100℃左右,实现良好的耐磨钢复合界面,再在850~900℃左右控轧轧制,实行耐磨钢复合板的晶粒的细小和均匀化,为热处理奠定良好的组织基础;减少耐磨钢复合板淬火时的开裂,从而获得良好的耐磨钢复合界面组织,良好的结合界面强度和良好的耐磨性等力学性能,提高成品率。
附图说明
图1复合板截面示意图;
图中 1——边部覆层,2——覆层,3——隔离剂,4——基层,5——预留空隙,6——边部覆层,7——抽气管。
具体实现方式:
现以生产复层为10mm厚NM450耐磨钢复合板为例,如图1所示。本发明的制作工序为:制坯原料选择→制坯→轧制→热处理。
加工步骤为:
1.制坯原料选择:基层材料选用2040mm x 1240mm x 80mm的Q345钢,复层材料选用2000mm x 1200mm x 20mm 的NM450耐磨钢;
2.制坯:将步骤(1)选好的基层材料和复层材料采用机械方法进行表面处理,使氧化皮、钝化层等杂质去除;然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨,增加表面的粗糙度利于后续复合;最后使用酒精清洗表面去除油污,脏物等,吹干;之后进行下列对称四层复合板坯制备,复层材料叠加,其两者之间铺放隔离材料,其外层叠放步骤(1)选好的基层材料,复层与基层待复合表面相贴合,基层材料稍大于复层材料,然后密封焊接基层材料,并预留抽气管,通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1 x10-3Pa,并保压2小时后,热封抽气管,得到真空复合板坯;
3.轧制:将步骤(2)制得的真空复合板坯送入加热炉内,进行常规加热,加热温度为1200℃~1250℃,之后送入轧机轧制,利用两段式控制轧制,先在1100℃左右控制轧制压下率60%,再在850~900℃左右控轧轧制,实现耐磨钢复合板的晶粒的细小和均匀化,为热处理奠定良好的组织基础,总的累计压下率90%;
4.热处理:将步骤(3)制得耐磨钢复合板在900℃~950℃淬火,170~190℃低温回火,复合界面良好,界面结合强度大于220MPa,组织细小均匀,界面无开裂。
Claims (1)
1.一种提高耐磨钢复合板复合效果的轧制方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤(1),制坯原料选择:基层材料选用普通碳素钢或低合金钢,复层材料选用含耐磨钢;
步骤(2),制坯:将步骤(1)选好的基层材料和复层材料采用机械方法进行表面处理,使氧化皮、钝化层等杂质去除;然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨,增加表面的粗糙度利于后续复合;最后使用酒精清洗表面去除油污,脏物等,吹干;之后进行下列对称四层复合板坯制备,复层材料叠加,其两者之间铺放隔离材料,其外层叠放步骤(1)选好的基层材料,复层与基层待复合表面相贴合,基层材料稍大于复层材料,然后密封焊接基层材料,并预留抽气管,通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1 x10-3Pa,并保压2小时后,热封抽气管,得到真空复合板坯;
步骤(3),轧制:将步骤(2)制得的真空复合板坯送入加热炉内,进行常规加热,加热温度为1200℃~1250℃,之后送入轧机轧制,利用两段式控制轧制,先在1100℃左右控制轧制压下率在50%以上,实现良好的耐磨钢复合界面,再在850~900℃左右控轧轧制,实现耐磨钢复合板的晶粒的细小和均匀化,为热处理奠定良好的组织基础,总的累计压下率≥80%;
步骤(4),热处理:将步骤(3)制得耐磨钢复合板在900℃~950℃淬火,170~190℃低温回火。
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Cited By (2)
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CN108480917A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-04 | 太原科技大学 | 用高铬铸铁板与低碳钢板轧制双金属复合板的方法 |
CN108480398A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-04 | 太原科技大学 | 一种用高铬铸铁板与低碳钢板轧制三层复合板的方法 |
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