[发明专利]混凝土泵车用耐磨切割环及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土泵车领域，具体而言，涉及混凝土泵车用耐磨切割环及其制作方法。

背景技术

切割环又叫耐磨环（Cutting Ring），形状像圆环状，工作状态做剪切运动，是拖泵、泵车等混凝土泵送设备上较为重要的一种易损件，其使用寿命的长短直接影响着相关混凝土泵送设备的使用性能。在砼泵、泵车等混凝土机械上，切割环是混凝土泵送系统中的重要零件，与S形摆管相连接，在摆动油缸带动下，从一侧混凝土缸口摆动到另一侧混凝土缸口，在运动过程中切割环与切割环组成切换摩擦副。切割环在工作中同时承受冲击力、剪切力及摩擦力。

混凝土的连续泵送是由切割环在切割环上快速切断混凝土柱形成的。在混凝土泵送设备中，S管设置在料斗中并位于料斗底部上方，切割环安装在S管上并埋于料斗中的混凝土物料中，S管能够围绕其上的转轴转动以进行切换，从而导致切割环与混凝土物料发生挤压摩擦而产生磨损。

现有的切割环在结构上主要有两种：

第一种：切割环由基体及硬质合金环两部分构成，硬质合金环由若干弧形硬质合金块钎焊在基体上，为主要的耐磨构件。

第二种：在低碳钢或低碳合金钢中加入增强相颗粒，制备出颗粒增强耐磨复合材料，利用整体铸造法获得切割环。

现有的切割环具有的缺点如下：

第一种结构采用的硬质合金块硬度高，耐磨性较好，但在钎焊时会出现焊接不全、分布不均及气孔等缺陷，并且基体及铜钎焊的间隙部分耐磨性较差，磨损后硬质合金部分裸露，受混凝土石料的冲击磨损易出现崩裂，导致切割环很快失效。

第二种结构简单简便，获得的切割环综合性能较好，但在实际操作中，添加的增强相颗粒难以分布均匀，切割环的工作面硬度分布不均，使用中表面磨损情况不一，造成了切割环使用寿命的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅耐磨性能高而且塑性好，综合性能稳定，使用寿命长的混凝土泵车用耐磨切割环，同时还提供这种耐磨切割环的制作方法。

在本发明实施例提供的混凝土泵车用耐磨切割环，包括由45号钢制成的切割环基体，所述切割环基体的表面覆盖有金属陶瓷层；

以质量百分比计，所述金属陶瓷层包括以下原料：

铬10～30%、硅5～12%、铁30～40%、碳5～13%、镍30～40%；

混凝土泵车用耐磨切割环的制备方法，包括以下步骤：

步骤101：将所述原料制成混合粉末；

步骤201：将所述混合粉末覆盖在所述切割环基体的表面；

步骤301：通过激光熔覆，将所述混合粉末与所述切割环基体的表面熔凝，形成金属陶瓷层固定在所述切割环基体的表面。

通过本发明实施例提供的混凝土泵车用耐磨切割环，在由45号钢制成的切割环基体的表面通过激光熔覆将混合粉末熔覆在切割环基体上，形成耐磨性能有益，综合性能稳定的金属陶瓷层，使得制成的切割环具有优异的耐磨性能的同时，还具有良好地塑性，使其不易在高温下崩裂，同时，综合性能好，使用寿命长。

通过激光熔覆工艺，将混合粉末熔覆在切割环基体的表面，因为混合粉末中的铬和碳的熔点较高，在激光熔覆的过程中，铬和碳形成硬质相碳化铬，成为该金属陶瓷层主要的耐磨成分，提高了金属陶瓷层的耐磨性能。

在该工艺方法中，优选地，采用同步式激光熔覆，将混合粉末直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。在辐照的同时，将混合粉末熔覆在切割环基体的表面，形成金属陶瓷层，完成熔覆。

其中使用的激光束，优选地，采用CO₂激光器，其效率高，光束质量好，工作稳定。

在进行激光熔覆之后，再进行后期热处理，最终制成成品。

该工艺方法简单，产品质量好，为制作混凝土泵车用的切割环降低了制作成本。

铁、镍的熔点相对较低，在激光熔覆的过程中，为液相烧结，能够加快金属陶瓷层的成型，而且在成形的过程中，铁、镍的内部原子颗粒会进行重新整合排列，晶粒尺寸也会得到控制，进而优化铁、镍以及生成的化合物的显微结构和性能，提高金属陶瓷层的工艺加工性能，使得金属陶瓷层具有较高的塑性。同时，在成形的过程中，能够填补大的颗粒物质之间的空隙，避免成形的金属陶瓷层出现缺陷。并且与切割环基体形成少量化合物，提高与切割环基体之间的结合力。