CN1706635A

CN1706635A - 双金属复合导卫板及其制作方法

Info

Publication number: CN1706635A
Application number: CN 200410010349
Authority: CN
Inventors: 魏世忠; 龙锐; 王彦交; 李晓明; 赵举峰; 刘亚民; 王守诚; 王茂源
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: CN100484754C

Abstract

本发明属于穿孔机的导卫板技术领域，主要涉及的是一种双金属复合导卫板及其制作方法。本发明所述的导卫板由基体(1)和耐磨层(2)构成，其基体采用韧性好的中碳钢或低合金钢制作；耐磨层采用高钒高速钢材料制作，该高钒高速钢的主要元素为：C：1.8－3.5％、V：7－12％、Cr：4－5％、Mo：2－4％、Ni：0.5－1.5％、余量为铁。本发明制作双金属复合导卫板的方法是将基体与耐磨层采用浇铸方法成型，从而使基体与高钒高速钢复合层形成良好的冶金结合，得到高硬度、高耐磨性的工作层。同时由于基体材料是韧性好的中碳钢或低合金保证了导卫板整体韧性，不易断裂。

Description

双金属复合导卫板及其制作方法

所属技术领域

本发明属于穿孔机的导卫板技术领域，主要涉及的是一种双金属复合导卫板及其制作方法。

背景技术

穿孔机上的导卫板是关键的零部件，由于其工作环境恶劣，磨损严重，报废率极高。目前国内使用的导卫板是采用高镍铬合金或高镍钨合金整体铸造，其缺点是成本高、韧性差、寿命低。为解决上述问题，人们都着力开发复合材料的导卫板，近些年来国内陆续研制成功复合导卫板，虽然工艺各不相同，但使用基体材料都普遍选用韧性较好的低合金钢等，复合材料多用如陶瓷硬质合金等高硬度材料。复合工艺有焊接法、堆焊法、机械连接法等，这些复合导卫板比整体铸造导卫板寿命都有不同程度的提高，成本也有所降低，但同时也存在不同的缺点。

焊接法采用将陶瓷等材料压制成块，用特殊材料将压制成型的陶瓷块焊接成整体，再将整体陶瓷块焊接在铸钢基体上，其工艺较复杂。堆焊法是用高温耐磨焊条在铸钢基体上堆焊成工作面层，虽然堆焊工艺简单，但是工作面厚度有限，在修复过程中堆焊层清理难度较大，如清理不彻底，则会使修复后产品性能降低。机械连接法是将合金头工作层段与碳钢基体采用螺钉固定的方法，由于硬质合金的机加工难度较大，使螺钉连接比较复杂，加上导卫板特殊的工作环境，要受到热钢坯的强烈冲击与磨损，因此其稳定性不够可靠。复合效果最好的应属冶金结合，性能稳定，且工作面耐磨部分的厚度也容易控制，可以根据需求来确定耐磨层的厚度10-20毫米。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双金属复合导卫板，以解决现有导卫板使用寿命短，生产成本高的问题。

本发明提出的双金属复合导卫板的制作方法可有效简化生产工艺，提高导卫板的性能。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：

本发明所述的导卫板由基体和耐磨层构成，基体采用韧性好的中碳钢或低合金钢，耐磨层采用高钒高速钢，该高钒高速钢的主要元素为：C：1.8-3.5％、V：7-12％、Cr：4-5％、Mo：2-4％、Ni：0.51.5％、余量为铁。

本发明制作双金属复合导卫板的方法是：基体与耐磨层采用浇铸方法成型，即在铸型中定量浇入熔融的中碳钢或低合金钢，并在合金液表面覆盖一层防氧化剂，然后间隔2-5分钟后再浇入1400℃-1450℃熔融的高钒高速钢冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

本发明防氧化剂主要是以硼砂为主要原料的防氧化剂，主要作用是防止中碳钢或低合金钢的表层氧化。

本发明为提高导卫板的整体性能，采用的热处理工艺为：1000℃风冷淬火；500-550℃一次回火。用该热处理工艺所处理的高钒高速钢的典型组织为：VC+马氏体+奥氏体+M7C3+Mo2C。

本发明利用高钒高速钢中钒的碳化物VC(HV2600-3000)的高硬度和中碳钢、低合金钢的强韧性，采取砂型烧铸复合工艺将二者复合为一体，从而使基体与高钒高速钢复合层形成良好的冶金结合，得到高硬度、高耐磨性的工作层。同时，由于基体材料是韧性好的中碳钢或低合金，保证了整体韧性，不易断裂。

本发明的耐磨层具有以下特点：硬度高(HV2600-3000)，碳化物的形态好(呈团球形)，与现有的高钒高速钢相比，该高钒高速钢含钒量高，达到过共晶成分，耐磨性更好。本高钒高速钢中的碳化钒主要是直接从钢液中析出了初析VC，该碳化钒呈团球状，均匀分布于基体中，可提高材料的冲击韧性，并可大大提高材料的耐磨性。

本发明具有以下特点：

1、成本低。仅耐磨工作层使用高钒高速钢，基体采用廉价的低合金钢，大大降低了成本。

2、耐磨性好，使用寿命长。高钒高速钢中大量高显微硬度的VC决定其良好的耐磨性。应用结果表明：使用寿命是整体镍铬导卫板的5-8倍。

3、韧性好。中碳钢、低合金钢良好的韧性保证了整体导卫板的良好韧性。

4、工艺简单。砂型浇铸工艺简单且容易操作。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、基体，2、耐磨层。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下：

实施例1：

如图1所示：本实施例复合导卫板由基体1和耐磨层2两部分组成。基体1采用韧性好的ZG35CrMo，耐磨层2采用高速钢材料，该高钒高速钢材料的主要元素含量为：C：2.2％、V：7％、Cr：5％、Mo：4％、Ni：0.5％，余量为铁。

本实施例的制作方法如下：

使用液态低合金铸钢和高钒耐磨合金浇铸复合成型。即在铸型中先定量加入熔融的中低合金钢(ZG35CrMo)，在合金液表面覆盖一层防氧化剂，间隔2分钟后再浇入1400℃熔融的高钒高速钢，冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

实施例2：

如图1所示：本实施例复合导卫板由基体1和耐磨层2两部分组成。基体1采用韧性好的中低合金钢(ZG40Cr)，耐磨层2采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢材料的主要元素含量为：C：2.7％、V：8％、Cr：6％、Mo：4％、Ni：0.8％，余量为铁。

本实施例的制作方法如下：

使用液态低合金铸钢和高钒耐磨合金浇铸复合成型。在铸型中先定量浇入熔融的中低合金钢(ZG40Cr)，在合金液表面覆盖一层防氧化剂，间隔2.5分钟后再浇入1410℃熔融的高钒高速钢，冷却后经表面加工即可获得双金属复合导卫板。

实施例3：

如图1所示：本实施例复合导卫板由基体1和耐磨层2两部分组成。基体1采用韧性好的中低合金钢(ZG45)，耐磨层2采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢材料的主要元素含量为：C：3.0％、V：8％、Cr：7％、Mo：2％、Ni：1.0％，余量为铁。

本实施例的制作方法如下：

使用液态低合金铸钢和高钒耐磨合金浇铸复合成型。在铸型中先定量浇入熔融的中低合金钢(ZG40Cr)，在合金液表面覆盖一层防氧化剂，间隔3分钟后再浇入1430℃熔融的高钒高速钢，冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

实施例4：

如图1所示：本实施例复合导卫板由基体1和耐磨层2两部分组成。基体1采用韧性好的中低合金钢(ZG42CrMo)，耐磨层2采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢材料的主要元素含量为：C：3.2％、V：10％、Cr：4％、Mo：4％、Ni：0.8％，余量为铁。

本实施例的制作方法如下：

使用液态低合金铸钢和高钒耐磨合金浇铸复合成型。在铸型中先定量浇入熔融的中低合金钢(ZG42CrMo)，在合金液表面覆盖一层防氧化剂，间隔4分钟后再浇入1440℃熔融的高钒高速钢，冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

实施例5：

如图1所示：本实施例复合导卫板由基体1和耐磨层2两部分组成。基体1采用韧性好的中低合金钢(ZG35CrMo)，耐磨层2采用高钒高速钢材料，该高钒高速钢材料的主要元素含量为：C：2.7％、V：9％、Cr：7％、Mo：4％、Ni：0.8％，余量为铁。

本实施例的制作方法如下：

使用液态低合金铸钢和高钒耐磨合金浇铸复合成型。在铸型中先定量浇入熔融的中低合金钢(ZG35CrMo)，在合金液表面覆盖一层防氧化剂，间隔5分钟后再浇入1450℃熔融的高钒高速钢，冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

Claims

1、一种双金属复合导卫板，具有基体(1)及复合在基体(1)上的耐磨层(2)，基体(1)采用韧性好的中碳钢或低合金钢制作；其特征在于：所述的复合在基体(1)上的耐磨层(2)采用高钒高速钢材料制作，该高钒高速钢的主要元素为：C：1.8-3.5％、V：7-12％、Cr：4-5％、Mo：2-4％、Ni：0.5-1.5％、余量为铁。

2、根据权利要求1所述的双金属复合导卫板的制作方法，其特征在于：基体(1)与耐磨层(2)采用双金属液复合浇铸方法成型，即在铸型中定量加入熔融的中碳钢或低合金钢液，并在合金液表面覆盖一层防氧化剂，然后间隔2-5分钟后再浇入1400℃-1450℃熔融的高钒高速钢液，冷却后经表面加工即获得双金属复合导卫板。

3、根据权利要求2所述的双金属复合导卫板的制作方法，其特征在于：所述的复合导卫板的热处理工艺为：1000℃风冷淬火；500-550℃一次回火。