[发明专利]一种高级别双面耐磨复合板及其生产方法

说明书

本发明公开一种高级别双面耐磨复合板及其生产方法。复合板由C含量按质量百分比计为C≤0.22％的低碳低合金钢与550级耐磨钢或600级耐磨钢双面复合而成，所述复合钢板为低碳低合金钢上下两面可以为同级别耐磨钢，也可以为不同级别耐磨钢。将复合坯抽取真空后进行真空电子束密封焊接，焊接工艺为四枪联动。每条焊缝的进行焊接时，将其分为N段。不同级别耐磨钢对应不同段数；复合坯加热时采用“中心加热”方式，出炉前1～2小时，提高复合坯头尾上表面处火焰口温度。复合板成品厚度分别为20～90mm。广泛用在冶金机械、建材机械、电力机械、矿山机械等行业中的易磨损设备上。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，特别涉及到一种应用真空复合+轧制技术生产的550级以上相同级别或不同级别复合而成的高级别耐磨复合板。

背景技术

双面耐磨复合钢板是一种采用先进复合制造技术生产的双面耐磨复合材料，是工业领域先进的耐磨复合材料。由于双面耐磨复合钢板的基板采用塑韧性很好的普碳低合金钢，可在受冲击的过程中吸收能量，因而，双面耐磨复合钢板较单质耐磨钢具有很强的抗冲击性能和抗裂性能，可以应用的振动、冲击较强的工况条件下，如冶金机械、建材机械、电力机械、矿山机械等行业中的各种易磨损设备上。

目前，国内耐磨复合板主要以堆焊法为主，如耐磨焊条堆焊、药芯焊丝堆焊、等离子堆焊。同时，关于粉末法、钎焊法和扩散法等也开展了相关的研发工作。但是，这些工艺都有其各自的局限性耐磨焊条堆焊采用高Cr高C铸铁焊条进行堆焊，受铸铁焊条长度限制，难以实现自动化焊接；药芯焊丝堆焊层的性能受药芯填充率和外围铁皮稀释的影响，强化相含量难以提高，进而影响耐磨板性能；等离子堆焊制备的耐磨板具有硬度和耐磨性高的特点，但是该工艺堆焊效率较低，难以大规模推广。在此背景下，广大学者开展了大量关于耐磨复合板制备技术的研发工作。

CN101774288A公开了一种“金属机件耐磨复合板及其修复工艺”、文献“一种耐磨复合板的制造工艺方法研究”(许可贵，程志国，刘健威等，发表在《焊接》2010年第8期37～40页)和文献“带极堆焊制备耐磨复合板”(陆峰，王元宗，王林彦发表在《第十四届全国耐磨材料大会》2015年390～394页)均采用在基体钢板上堆焊耐磨焊缝的方式进行耐磨复合板的制备，其耐磨性比低碳钢高12～18倍，比不锈钢、高锰钢高5倍，比铸态高铬铁高1倍。但是其生产效率较低，生产成本较高，并不适用于工业化大生产。

CN102212821A公开了“一种强化碳化钨耐磨复合板的制备方法”、CN102212822A公开了“一种金属耐磨复合板的加工方法及其加工装置”、CN102218615A公开了“一种制备加厚耐磨层复合板的方法”，上述三个专利均采用在基体钢板上铺撒相关粉末经加热炉热处理后形成耐磨复合板的方法进行耐磨复合板的制备，其工作层的耐磨合金不仅表面平整、美观，而且可以直接用于要求表面平整的工况(如挡板等)。但是，该工艺制备耐磨复合板耐磨层致密性较差，耐磨性能和使用寿命较低，无法满足日益增长的工程应用的实际需求。

CN107557537A公开了“高韧高耐磨复合板的制备方法”、CN103264259A公开了“一种耐磨耐火砖模具板及其快速制备方法”，上述两个专利均采用加热或添加过渡金属的方式使耐磨板和基体钢板之间形成冶金连接的方式进行耐磨复合板的制备，其耐磨耐腐蚀性高，生产效率高，寿命长，成本低，节能环保。但是，该工艺依靠无压力扩散或钎料连接的方式进行耐磨复合板的制备，其复合界面的抗剪切性能较低，易出现分层、剥落等缺陷，无法满足高负载使用环境下的应用，且使用寿命无可靠保障。

综上所述，目前耐磨复合板的制备工艺仍是以传统的堆焊法为主，其它生产工艺虽然也逐步开展了相关研发工作，但仍存在较多的问题，具有较大的局限性。同时，目前国内市场常用的耐磨复合板为360至450级别，对于450级别以上的耐磨复合板，尤其是特殊工况条件下需求的高级别双面耐磨复合板展开的研发工作较少，缺乏大量的研究数据支持，极大的限制了耐磨复合板的应用。