CN112975055A - 一种复合式篦板体的制造方法及复合式篦板体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合式篦板体的制造方法，包括以下步骤，在基材的前后两侧面均加工出凹槽台阶；在基材的顶面垂直焊接多个钢板条；进行堆焊；完成堆焊后，对基材进行清理打磨修整毛凸部分并修割加工。本发明也涉及一种复合式篦板体，包括基材和耐磨层，所述基材包括左右相同的两个与耐磨层结合的凹槽区，每个凹槽区均包括两个分别位于基材前后侧面的凹槽台阶，凹槽台阶内设置有多个堆焊弧坑，凹槽区的顶面均匀焊接有多个钢板条，钢板条与凹槽区的顶面垂直连接，耐磨层连续覆盖在凹槽区的顶面、四个凹槽台阶和基材表面。本发明改变基材的结构，使耐磨层与基材紧密结合，解决了耐磨层结合强度不够容易出现剥落及高温耐磨性能较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及篦板制造技术领域，更具体地说，它涉及一种复合式篦板体的制造方法及复合式篦板体。
背景技术
钢铁厂烧结机篦板体的作用是将烧结好的烧结料进行破碎。但烧结料的平均温度超过950℃，篦板体在高温环境下容易失效，而且烧结料里存在一些硬度高的石块及其他金属颗粒，篦板体的耐磨层的磨损速度快，容易造成磨损失效。钢铁厂期望的烧结机篦板体的使用寿命是达到12个月以上，但目前国内市场上常用的烧结机篦板体的使用寿命只用3-6个月，因此在生产过程中需要经常更换篦板体，钢铁厂的生产成本提高。经研究发现，烧结机篦板体失效的形式主要是：耐磨层结合强度不够，当烧结料里存在硬度较高的颗粒时，篦板体耐磨层容易出现剥落的现象；耐磨层的高温耐磨性能较差，在高温环境下，耐磨层的磨损速度快。出现上述失效情况的主要原因是耐磨材料的堆焊结构不合理，堆焊耐磨材料焊接应力过大而导致耐磨层剥落。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种复合式篦板体的制造方法及复合式篦板体，改变基材的结构，使耐磨层与基材紧密结合，解决了耐磨层结合强度不够容易出现剥落及高温耐磨性能较差的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种复合式篦板体的制造方法，包括以下步骤，
在基材的前后两侧面均加工出凹槽台阶，所述凹槽台阶作为第一堆焊区，与所述凹槽台阶相邻的基材作为第二堆焊区；
在第一堆焊区内焊接多个钢板条，在凹槽台阶内形成多个堆焊弧坑，在基材的顶面垂直焊接多个钢板条形成第三堆焊区；
在第一堆焊区进行堆焊，完成基材正侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，再进行基材反侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊；
完成基材前后侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，在进行基材顶面的第三堆焊区的堆焊；
完成堆焊后，对基材进行清理打磨修整毛凸部分并修割加工。
在其中一个实施例中，堆焊过程中，第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的温度保持在250℃以上。防止堆焊过程中受热不均匀，导致耐磨层的热应力较大，容易脱落。
在其中一个实施例中，在堆焊过程中，保持连续施焊，在完成第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的堆焊前，停焊均需要加热保温缓冷，在停焊后重新施焊前均需要预热。保持连续施焊是为了避免不同区域间的耐磨层产生较大热应力；在完成基材的全部堆焊前，任何停焊的操作均需要对半成品的篦板体进行加热保温，减缓焊材的冷却速率，在停焊后重新施焊前均需要预热也是为了避免不同区域间的耐磨层产生较大热应力。
在其中一个实施例中，在完成堆焊后或长时间停焊，应加热基材并保温缓冷。
在其中一个实施例中，所述基材是16Mn-110mm厚钢板。16Mn-110mm厚钢板具有良好的耐热性和焊接性，且强度较大，具有作为篦板体基材的实用性。
在其中一个实施例中，堆焊的焊材是GRD856-HS362焊丝，焊丝的直径为2.0mm。
在其中一个实施例中，在堆焊前，清理第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区，并将第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区打磨出金属光泽。由于第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区是与焊材直接接触的面，第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的表面无杂物、油污和氧化皮有利于与焊材紧密结合。
一种复合式篦板体，包括基材和耐磨层，所述基材包括左右相同的两个与耐磨层结合的凹槽区，每个凹槽区均包括两个分别位于基材前后侧面的凹槽台阶，所述凹槽台阶内设置有多个堆焊弧坑，所述凹槽区的顶面均匀焊接有多个钢板条，所述钢板条与凹槽区的顶面垂直连接，所述耐磨层连续覆盖在凹槽区的顶面、四个凹槽台阶和基材表面。即耐磨层包裹着基材的顶端，其中，凹槽台阶起到增强基材两侧耐磨层与基材的结合力的作用，由于凹槽台阶内存在多个堆焊弧坑，因此耐磨层与基材的结合面积大大增加，而且由于凹槽台阶内不是光滑的平面，而是凹凸不平的面，因此结合面的稳定性更好。
在其中一个实施例中，所述凹槽台阶包括多个堆焊凹槽，相邻两个堆焊凹槽上下排布，所述堆焊凹槽内焊接有多个钢板条，在堆焊凹槽内形成多个堆焊弧坑。堆焊弧坑有助于增加耐磨层与基材的结合面积，使基材与耐磨层的结合更紧密；在基材上加工出长条形的堆焊凹槽，加工比较简单，然后再在堆焊凹槽内根据堆焊弧坑的大小来焊接，便于加工。
在其中一个实施例中，上下相邻的两个堆焊凹槽中，位于上方的堆焊凹槽内的堆焊弧坑与位于下方的堆焊凹槽内的堆焊弧坑错开分布。错开设置的堆焊弧坑有利于基材与耐磨层的结合更紧密。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种复合式篦板体的制造方法，在基材上先加工出位于基材上左右两边的凹槽台阶，在凹槽台阶内设置多个堆焊弧坑，在四个凹槽台阶和基材表面进行堆焊，形成包裹着基材顶端的耐磨层，由于耐磨层与凹槽台阶直接结合，凹槽台阶内凹凸不平的表面有利于增加基材与耐磨层的结合力，解决了耐磨层结合强度不够容易出现剥落的问题，而且也提高了在高温环境下耐磨层的高温耐磨性能，解决了现有的篦板体的高温耐磨性能较差的问题；
本发明也提供了一种复合式篦板体，使用本发明的制造方法制得，凹槽台阶起到增强基材两侧耐磨层与基材的结合力的作用，由于凹槽台阶内存在多个堆焊弧坑，因此耐磨层与基材的结合面积大大增加，而且由于凹槽台阶内不是光滑的平面，而是凹凸不平的面，因此结合面的稳定性更好；使用本发明的制造方法制造的复合式篦板体产品在950℃高温下耐磨层使用寿命达12个月以上。
附图说明
图1是本发明的篦板体的示意图；
图2是图1的A-A’方向的示意图；
图3是图1的B-B’方向的示意图；
图4是图1的C-C’方向的示意图。
图中：1-基材，2-凹槽台阶，3-堆焊弧坑，4-钢板条，5-堆焊凹槽，6-耐磨层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。
现有的烧结机篦板体失效的形式主要是：耐磨层6结合强度不够，当烧结料里存在硬度较高的颗粒时，篦板体耐磨层6容易出现剥落的现象；耐磨层6的高温耐磨性能较差，在高温环境下，耐磨层6的磨损速度快。出现上述失效情况的主要原因是耐磨材料的堆焊结构不合理，堆焊耐磨材料焊接应力过大而导致耐磨层6剥落。常规篦板体的耐磨层6只附着在基材1表面，因此耐磨层6容易出现剥落的情况。本发明对基材1的结构进行改进，从而对篦板体的制造方法也进行了改进。
本发明提供了一种复合式篦板体的制造方法，包括以下步骤，
在基材1的前后两侧面均加工出凹槽台阶2，所述凹槽台阶2作为第一堆焊区，与所述凹槽台阶2相邻的基材1作为第二堆焊区，即第二堆焊区是基材1的表面；
在第一堆焊区内焊接多个钢板条4，在凹槽台阶2内形成多个堆焊弧坑3，在基材1的顶面垂直焊接多个钢板条4形成第三堆焊区，在凹槽台阶2的顶部即基材1的顶面，垂直设置有多个钢板条4，由于耐磨层6需要包裹基材1的顶部，基材1顶面的钢板条4起到定型和稳定的作用；
在第一堆焊区进行堆焊，完成基材1正侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，再进行基材1反侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊，在基材1的同一面上，第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊操作同时进行；
完成基材1前后侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，在进行基材1顶面的第三堆焊区的堆焊；
完成堆焊后，对基材1进行清理打磨修整毛凸部分并修割加工。
进一步地，在堆焊过程中，第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的温度保持在250℃以上。防止堆焊过程中受热不均匀，导致耐磨层6的热应力较大，容易脱落。在堆焊时第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区均要求保持较高的温度的作用是防止局部冷却导致产生较大的热应力。如果耐磨层6与基材1之间存在较大的热应力，在篦板体冷却后，可能会出现耐磨层6从基材1上脱落的现象。
进一步地，在堆焊过程中，保持连续施焊，在完成第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的堆焊前，停焊均需要加热保温缓冷，在停焊后重新施焊前均需要预热。保持连续施焊是为了避免不同区域间的耐磨层6产生较大热应力；在完成基材1的全部堆焊前，任何停焊的操作均需要对半成品的篦板体进行加热保温，减缓焊材的冷却速率，在停焊后重新施焊前均需要预热也是为了避免不同区域间的耐磨层6产生较大热应力。
进一步地，在完成堆焊后或长时间停焊，应加热基材1并保温缓冷。
进一步地，所述基材1是16Mn-110mm厚钢板。16Mn-110mm厚钢板具有良好的耐热性和焊接性，且强度较大，具有作为篦板体基材1的实用性。
进一步地，堆焊的焊材是GRD856-HS362焊丝，焊丝的直径为2.0mm。
进一步地，在堆焊前，清理第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区，并将第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区打磨出金属光泽。由于第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区是与焊材直接接触的面，第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的表面无杂物、油污和氧化皮有利于与焊材紧密结合。
如图1-4所示，通过本发明的制造方法，本发明也提供了一种复合式篦板体，包括基材1和耐磨层6，所述基材1包括左右相同的两个与耐磨层6结合的凹槽区，每个凹槽区均包括两个分别位于基材1前后侧面的凹槽台阶2，所述凹槽台阶2内设置有多个堆焊弧坑3，所述凹槽区的顶面均匀焊接有多个钢板条4，所述钢板条4与凹槽区的顶面垂直连接，所述耐磨层6连续覆盖在凹槽区的顶面、四个凹槽台阶2和基材1表面。即耐磨层6包裹着基材1的顶端，其中，凹槽台阶2起到增强基材1两侧耐磨层6与基材1的结合力的作用，由于凹槽台阶2内存在多个堆焊弧坑3，因此耐磨层6与基材1的结合面积大大增加，而且由于凹槽台阶2内不是光滑的平面，而是凹凸不平的面，因此结合面的稳定性更好。
其中，基材1内左右相同的两个凹槽区应对称设置。
进一步地，所述凹槽台阶2包括多个堆焊凹槽5，相邻两个堆焊凹槽5上下排布，所述堆焊凹槽5内焊接有多个钢板条4，在堆焊凹槽5内形成多个堆焊弧坑3。堆焊弧坑3有助于增加耐磨层6与基材1的结合面积，使基材1与耐磨层6的结合更紧密；在基材1上加工出长条形的堆焊凹槽5，加工比较简单，然后再在堆焊凹槽5内根据堆焊弧坑3的大小来焊接，便于加工。
进一步地，上下相邻的两个堆焊凹槽5中，位于上方的堆焊凹槽5内的堆焊弧坑3与位于下方的堆焊凹槽5内的堆焊弧坑3错开分布。错开设置的堆焊弧坑3有利于基材1与耐磨层6的结合更紧密。
以具体实施例说明通过本发明的制造方法来制造一种复合式篦板体的具体步骤，具体如下所述：
步骤一，选择16Mn-110mm厚钢板作为基材1，采用机加工方式在基材1的前后侧面分别对称加工出凹槽台阶2，即，在基材1上对称加工出四个凹槽台阶2，其中，每个凹槽台阶2包括上下相邻的两个堆焊凹槽5；
步骤二，在每个堆焊凹槽5内分别焊接有多个钢板条4，相邻的钢板条4间隔相同的距离，因此，在凹槽台阶2内形成了多个堆焊弧坑3，凹槽台阶2为第一堆焊区，在凹槽台阶2附近的基材1表面为第二堆焊区；
步骤三，在凹槽台阶2的顶面垂直焊接有钢板条4，凹槽台阶2的顶面为第三堆焊区；
步骤四，在堆焊前，清理第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区，并打磨出金属光泽，不得有油污、氧化皮等杂物；
步骤五，采用乔氏GRD856-HS362直径为2.0mm的焊丝进行机器人堆焊，部分采用手工气保焊堆焊，保证第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区从焊接开始到结束焊接，基材1温度都不低于250℃，尽可能连续施焊，一焊后或中间停焊都须加热保温缓冷，重新开始焊接前需要预热；
步骤六，先对基材1前后侧面的第一堆焊区和第二堆焊区进行焊接，主要填满堆焊弧坑3，然后焊接基材1顶面的第三堆焊区，在堆焊时摆动幅度尽量小或不摆动；
步骤七，分散对称地对基材1的第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区进行焊接，在焊接过程应经常检查变形量并按变形情况调整焊接部位；
步骤八，完成焊接或长时间停焊应加热一段时间使用保温棉覆盖缓冷；
步骤九，完成堆焊后，应清理打磨修整毛凸部分并修割加工。
本发明提供一种复合式篦板体的制造方法，在基材1上先加工出位于基材1上左右两边的凹槽台阶2，在凹槽台阶2内设置多个堆焊弧坑3，在四个凹槽台阶2和基材1表面进行堆焊，形成包裹着基材1顶端的耐磨层6，由于耐磨层6与凹槽台阶2直接结合，凹槽台阶2内凹凸不平的表面有利于增加基材1与耐磨层6的结合力，解决了耐磨层6结合强度不够容易出现剥落的问题，而且也提高了在高温环境下耐磨层6的高温耐磨性能，解决了现有的篦板体的高温耐磨性能较差的问题；
本发明也提供了一种复合式篦板体，使用本发明的制造方法制得，凹槽台阶2起到增强基材1两侧耐磨层6与基材1的结合力的作用，由于凹槽台阶2内存在多个堆焊弧坑3，因此耐磨层6与基材1的结合面积大大增加，而且由于凹槽台阶2内不是光滑的平面，而是凹凸不平的面，因此结合面的稳定性更好；使用本发明的制造方法制造的复合式篦板体产品在950℃高温下耐磨层6使用寿命达12个月以上。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括在“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90°或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合式篦板体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤，
在基材(1)的前后两侧面均加工出凹槽台阶(2)，所述凹槽台阶(2)作为第一堆焊区，与所述凹槽台阶(2)相邻的基材(1)作为第二堆焊区；
在第一堆焊区内焊接多个钢板条(4)，在凹槽台阶(2)内形成多个堆焊弧坑(3)，在基材(1)的顶面垂直焊接多个钢板条(4)形成第三堆焊区；
在第一堆焊区进行堆焊，完成基材(1)正侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，再进行基材(1)反侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊；
完成基材(1)前后侧面的第一堆焊区和第二堆焊区的堆焊后，在进行基材(1)顶面的第三堆焊区的堆焊；
完成堆焊后，对基材(1)进行清理打磨修整毛凸部分并修割加工。
2.如权利要求1所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，堆焊过程中，第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的温度保持在250℃以上。
3.如权利要求2所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，在堆焊过程中，保持连续施焊，在完成第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区的堆焊前，停焊均需要加热保温缓冷，在停焊后重新施焊前均需要预热。
4.如权利要求3所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，在完成堆焊后或长时间停焊，应加热基材(1)并保温缓冷。
5.如权利要求1所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，所述基材(1)是16Mn-110mm厚钢板。
6.如权利要求1所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，堆焊的焊材是GRD856-HS362焊丝，焊丝的直径为2.0mm。
7.如权利要求1所述的复合式篦板体的制造方法，其特征在于，在堆焊前，清理第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区，并将第一堆焊区、第二堆焊区和第三堆焊区打磨出金属光泽。
8.一种复合式篦板体，包括基材(1)和耐磨层(6)，其特征在于，所述基材(1)包括左右相同的两个与耐磨层(6)结合的凹槽区，每个凹槽区均包括两个分别位于基材(1)前后侧面的凹槽台阶(2)，所述凹槽台阶(2)内设置有多个堆焊弧坑(3)，所述凹槽区的顶面均匀焊接有多个钢板条(4)，所述钢板条(4)与凹槽区的顶面垂直连接，所述耐磨层(6)连续覆盖在凹槽区的顶面、四个凹槽台阶(2)和基材(1)表面。
9.如权利要求8所述的复合式篦板体，其特征在于，在其中一个实施例中，所述凹槽台阶(2)包括多个堆焊凹槽(5)，相邻两个堆焊凹槽(5)上下排布，所述堆焊凹槽(5)内焊接有多个钢板条(4)，在堆焊凹槽(5)内形成多个堆焊弧坑(3)。
10.如权利要求9所述的复合式篦板体，其特征在于，上下相邻的两个堆焊凹槽(5)中，位于上方的堆焊凹槽(5)内的堆焊弧坑(3)与位于下方的堆焊凹槽(5)内的堆焊弧坑(3)错开分布。
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