CN112760634A - 一种耐磨金属复合板的制备方法 - Google Patents

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玉晓波
李代明
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Abstract

本发明涉及金属复合板技术领域，尤其是一种耐磨金属复合板的制备方法，通过对基板的堆焊面进行表面处理、将耐磨陶瓷和硬质合金粉喷洒在金属基板表面、通过轧制的方式将耐磨陶瓷、硬质合金嵌入金属基板和自然冷却几个步骤完成金属复合板的制备。本发明具有较高的耐磨性和复合强度韧性，从而大大提高了金属复合板的使用寿命。

Description

一种耐磨金属复合板的制备方法
技术领域
本发明涉及金属复合板技术领域，尤其涉及一种耐磨金属复合板的制备方法。
背景技术
耐磨金属复合板是指通过在金属基板上堆焊、熔敷或其它方法制作一层更强的材料使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的材料在界面上实现牢固冶金从而达到原子间结合而制成的材料，其制作目的是既能发挥基层金属的性能优点，又能发挥复层金属的优点，达到性能互补、优点相结合的目的；可以节约很多的贵重金属，并且大大的降低了工程造价，避免了金属的资源浪费；
中国专利CN103192161B公开了一种适于高温工况的耐磨耐腐蚀复合板，其是以低碳钢板或者低合金钢板作为基板，采用专用的耐热耐腐蚀耐磨堆焊药芯焊丝在基板表面堆焊复合层，获得耐热耐腐蚀耐磨复合金属板坯料，再用制备的专用封缝剂对校平的复合金属板坯料表面的裂纹进行封缝处理，制得成品。目前用于耐磨堆焊的填充材料多是高C、高Cr，并添加少量其他合金元素，如Ni、B、RE等，在焊接时，随着含碳量的增加，焊接过程中易产生熔合不良、冷裂纹等问题，碳含量越高，合金含量越高，裂纹越明显。现有报道中制备得到耐磨金属复合板很难降低焊接时残余应力和裂纹，导致复合板的复合强度低，在使用过程中出现脱层，使得复合板的使用寿命大大降低；为此，我们提出了一种耐磨金属复合板的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在容易产生裂纹的缺点，而提出的一种耐磨金属复合板的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种耐磨金属复合板的制备方法，包括如下步骤；
步骤1：对基板的堆焊面进行表面处理，采用砂带、叶轮或砂轮打磨机对基材进行打磨，使得基板表面保持光滑；
步骤2：将耐磨陶瓷和硬质合金粉喷洒在金属基板表面，然后对金属基板进行加热，直到将金属基板加热到软态；
步骤3：通过轧制的方式将耐磨陶瓷、硬质合金嵌入金属基板，并通过后续的热处理对金属基板进行调制热处理；
步骤4：自然冷却，将轧制完成的金属基板放置自然通风的冷却区进行冷却，最后得到金属复合板。
优选的，在步骤2中，在喷洒陶瓷和硬质合金粉过程前，需要对金属基板进行预热，预热温度在300-350摄氏度之间，持续时间为5-10分钟；在预热过程中，在基板表面导入保护气体避免基板表面被氧化而形成氧化层，保护气体可以是CO2、CO2与Ar的混合气体中的任意一种，在预热完成后，需要快速将耐磨陶瓷和硬质合金粉均匀喷洒在金属基板表面。
优选的，在步骤2中，喷洒耐磨陶瓷和硬质合金粉过程中，可以采用相应的喷洒装置，所述喷洒装置包括安装架，所述安装架的内侧转动安装有两个相互平行的往复螺杆，两个所述往复螺杆的一端均固定安装有带轮，两个所述带轮之间通过皮带传动连接，所述安装架的外侧固定安装有电机，所述电机的输出轴与相应的往复螺杆固定连接。
优选的，两个所述往复螺杆上螺纹安装有移动座，所述移动座的顶部固定安装有储料箱，所述移动座的底部固定安装有若干喷洒头，所述喷洒头在移动座上均匀分布，所述喷洒头与储料箱内部接通。
优选的，在步骤2中，预热完成后，对金属基板进行高温加热，加热温度在950-1200摄氏度之间，金属基板开始出现软化时，降低温度到800-900摄氏度，金属基板完全变成软态时，停止加热；
优选的，在步骤3中，采用冷轧的方式对金属基板进行轧制，在金属基板表面温度冷却到常温转态下进行冷轧，同时冷轧前采用氧乙炔火焰对基板进行预热，预热时间为4-5分钟。
优选的，在步骤3中，冷轧完成后，对金属基板进行调制热处理，通过氧乙炔火焰对金属基板进行均匀加热，保证金属基板表层的温度基本一致，最后停止加热且进行冷却。
本发明提出的一种耐磨金属复合板的制备方法，有益效果在于：本发明有一定厚度低碳钢作为金属基板，然后采用轧制的方式将耐磨陶瓷和硬质合金粉嵌入金属基板而得到复合金属板，耐磨陶瓷和硬质合金使得复合金属板均有较高的耐磨性和复合强度韧性，从而大大提高了金属复合板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种耐磨金属复合板的制备过程中喷洒装置的结构示意图。
图中：安装架1、往复螺杆2、电机3、带轮4、移动座5、储料箱6、喷洒头7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种耐磨金属复合板的制备方法，包括如下步骤；
步骤1：对基板的堆焊面进行表面处理，采用砂带、叶轮或砂轮打磨机对基材进行打磨，使得基板表面保持光滑；
步骤2：将耐磨陶瓷和硬质合金粉喷洒在金属基板表面，然后对金属基板进行加热，直到将金属基板加热到软态；在喷洒陶瓷和硬质合金粉过程前，需要对金属基板进行预热，预热温度在300-350摄氏度之间，持续时间为5-10分钟；在预热过程中，在基板表面导入保护气体避免基板表面被氧化而形成氧化层，保护气体可以是CO2、CO2与Ar的混合气体中的任意一种，在预热完成后，需要快速将耐磨陶瓷和硬质合金粉均匀喷洒在金属基板表面；
预热完成后，对金属基板进行高温加热，加热温度在950-1200摄氏度之间，金属基板开始出现软化时，降低温度到800-900摄氏度，金属基板完全变成软态时，停止加热；
喷洒耐磨陶瓷和硬质合金粉过程中，可以采用相应的喷洒装置，所述喷洒装置包括安装架1，所述安装架1的内侧转动安装有两个相互平行的往复螺杆2，两个所述往复螺杆2的一端均固定安装有带轮4，两个所述带轮4之间通过皮带传动连接，所述安装架1的外侧固定安装有电机3，所述电机3的输出轴与相应的往复螺杆2固定连接，两个所述往复螺杆2上螺纹安装有移动座5，所述移动座5的顶部固定安装有储料箱6，所述移动座5的底部固定安装有若干喷洒头7，所述喷洒头7在移动座5上均匀分布，所述喷洒头7与储料箱6内部接通。通过电机3的驱动使得相应的往复螺杆2转动连接，从而使得移动座5沿着往复螺杆2来回移动，从而使得喷洒头7能够将耐磨陶瓷和硬质合金粉均匀喷洒到金属基板上；
步骤3：通过轧制的方式将耐磨陶瓷、硬质合金嵌入金属基板，并通过后续的热处理对金属基板进行调制热处理；采用冷轧的方式对金属基板进行轧制，在金属基板表面温度冷却到常温转态下进行冷轧，同时冷轧前采用氧乙炔火焰对基板进行预热，预热时间为4-5分钟；冷轧完成后，对金属基板进行调制热处理，通过氧乙炔火焰对金属基板进行均匀加热，保证金属基板表层的温度基本一致，最后停止加热且进行冷却；
步骤4：自然冷却，将轧制完成的金属基板放置自然通风的冷却区进行冷却，最后得到金属复合板。
本发明有一定厚度低碳钢作为金属基板，然后采用轧制的方式将耐磨陶瓷和硬质合金粉嵌入金属基板而得到复合金属板，耐磨陶瓷和硬质合金使得复合金属板均有较高的耐磨性和复合强度韧性，从而大大提高了金属复合板的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤1：对基板的堆焊面进行表面处理，采用砂带、叶轮或砂轮打磨机对基板进行打磨，使得基板表面保持光滑；
步骤2：将耐磨陶瓷和硬质合金粉喷洒在金属基板表面，然后对金属基板进行加热，直到将金属基板加热到软态；
步骤3：通过轧制的方式将耐磨陶瓷、硬质合金嵌入金属基板，并通过后续的热处理对金属基板进行调制热处理；
步骤4：自然冷却，将轧制完成的金属基板放置自然通风的冷却区进行冷却，最后得到金属复合板。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，在步骤2中，在喷洒陶瓷和硬质合金粉过程前，需要对金属基板进行预热，预热温度在300-350摄氏度之间，持续时间为5-10分钟；在预热过程中，在基板表面导入保护气体避免基板表面被氧化而形成氧化层，保护气体可以是CO2、CO2与Ar的混合气体中的任意一种，在预热完成后，需要快速将耐磨陶瓷和硬质合金粉均匀喷洒在金属基板表面。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，在步骤2中，喷洒耐磨陶瓷和硬质合金粉过程中，可以采用相应的喷洒装置，所述喷洒装置包括安装架（1），所述安装架（1）的内侧转动安装有两个相互平行的往复螺杆（2），两个所述往复螺杆（2）的一端均固定安装有带轮（4），两个所述带轮（4）之间通过皮带传动连接，所述安装架（1）的外侧固定安装有电机（3），所述电机（3）的输出轴与相应的往复螺杆（2）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，两个所述往复螺杆（2）上螺纹安装有移动座（5），所述移动座（5）的顶部固定安装有储料箱（6），所述移动座（5）的底部固定安装有若干喷洒头（7），所述喷洒头（7）在移动座（5）上均匀分布，所述喷洒头（7）与储料箱（6）内部接通。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，在步骤2中，预热完成后，对金属基板进行高温加热，加热温度在950-1200摄氏度之间，金属基板开始出现软化时，降低温度到800-900摄氏度，金属基板完全变成软态时，停止加热。
6.根据权利要求5所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，在步骤3中，采用冷轧的方式对金属基板进行轧制，在金属基板表面温度冷却到常温转态下进行冷轧，同时冷轧前采用氧乙炔火焰对基板进行预热，预热时间为4-5分钟。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨金属复合板的制备方法，其特征在于，在步骤3中，冷轧完成后，对金属基板进行调制热处理，通过氧乙炔火焰对金属基板进行均匀加热，保证金属基板表层的温度基本一致，最后停止加热且进行冷却。
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