專利名稱：一種強化碳化鎢耐磨復合板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨復合板的制備方法，尤其涉及一種強化碳化鎢高耐磨復合板的制備方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，金屬磨損是造成機械零件失效的主要原因之一，如冶金、煤炭、電力、航道疏浚等行業(yè)的物料輸送系統(tǒng)，部件磨損非常嚴重。磨損不僅造成材料的巨大損失，而且檢修往往會造成停產(chǎn)，影響生產(chǎn)線的正常運行。因此研究和開發(fā)高耐磨材料一直受到材料工作者的重視。整體鑄造的抗磨合金為傳統(tǒng)的耐磨材料，如高錳鋼、白口鑄鐵、鉻系抗磨鑄鐵等， 用這類材料能使機件的抗磨損性能得到大幅度提高。但這些材料還存在某些不足，如白口鑄鐵和鉻系抗磨鑄鐵脆性較大，不耐沖擊，在有沖擊的工況條件下易發(fā)生斷裂或剝落，高錳鋼抗磨粒磨損性能較差，同時大部分耐磨鑄件結(jié)構(gòu)較笨重，不利于降低結(jié)構(gòu)自重，用焊接方法與其它部件的連接比較困難。針對傳統(tǒng)耐磨材料存在的不足，人們開發(fā)了耐磨復合鋼板。這種耐磨復合鋼板是采用堆焊技術(shù)制成的，耐磨合金層多采用高碳鉻鐵，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用，在節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率方面發(fā)揮了重要作用。其生產(chǎn)工藝是，采用藥芯焊絲、焊條、合金粉塊等耐磨焊接材料，有時也向焊接區(qū)添加合金粉末，應(yīng)用焊接方法，將耐磨焊接材料熔敷到低碳鋼基體上，再通過校平工藝，制成耐磨復合板。耐磨復合鋼板的主要優(yōu)點是，耐磨復合層可以根據(jù)工件工況條件調(diào)整合金體系，充分發(fā)揮合金的效能，同時也有益于節(jié)省貴重合金；復合鋼板可以在沖擊較大的工況條件下使用；由于基板采用低碳鋼制造，與其它工件的焊接比較容易，因此可用復合鋼板拼焊機件，這種加工方法之方便是其它耐磨材料所不及的。如申請?zhí)枮?01010583490. 4的發(fā)明專利“用于溜槽的高耐磨復合板”、申請?zhí)枮?01020125565. X的實用新型專利“一種金屬機件耐磨復合板”等是用藥芯焊絲等焊接材料，在普通碳鋼表面堆焊耐磨合金，制成耐磨復合板的。然而，采用堆焊工藝生產(chǎn)耐磨復合板，生產(chǎn)效率非常低。即使采用自動堆焊技術(shù)，每班(按8小時計算)也只能堆焊耐磨層厚度為3 4mm的耐磨鋼板1平方米左右，手工堆焊的生產(chǎn)效率更低。高鉻鑄鐵耐磨合金層雖然具有良好的耐磨性能，但對于一些磨損嚴重的工況，或者要求使用壽命更高的耐磨件，高鉻鑄鐵往往無法滿足要求。隨著機械零部件使用工況的日益苛刻，對耐磨復合板的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求，低成本、大批量、特殊規(guī)格高耐磨復合板生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)也變得更加迫切。經(jīng)檢索，以加熱爐方式制備強化碳化鎢高耐磨復合板的方法還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有高鉻鑄鐵系耐磨合金無法滿足更高抗磨性要求的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種強化碳化鎢高耐磨復合板的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是以低碳鋼板或者低合金鋼板作為基板，首先將基板表面的鐵銹、油污等雜質(zhì)采用機械方法或者化學方法清除干凈，然后水平放置基板，在基板表面上均勻散布去膜劑，再在去膜劑上面均勻散布上合金粉末，合金粉末的熔點低于基板的熔點， 然后在合金粉末的上面均勻散布上碳化鎢粉末。在碳化鎢粉末的表面散布上造渣劑，造渣劑的熔點低于合金粉末的熔點，加熱時形成液態(tài)熔渣隔絕空氣對合金粉末的氧化。將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末與造渣劑粉末的基板水平放置到加熱爐內(nèi)，加熱爐根據(jù)其容積可以一次放置多塊，加熱爐的初始溫度為合金粉末熔點以下的任意溫度，將爐溫加熱到合金粉末的熔點以上、基板的熔點以下，保溫一定時間，合金粉末熔化形成液體，在該溫度下，去膜劑與基板表面的氧化膜反應(yīng)形成熔渣去除氧化膜，同時碳化鎢粉末由于比重較大，沉入熔化的合金粉末液態(tài)金屬中，由于加熱溫度不超過碳化鎢的熔點，使碳化鎢不會分解，從而保持其高耐磨性能。去膜劑與基板表面的氧化膜反應(yīng)形成的熔渣浮到熔化合金的上面，使熔化的合金能夠很好地潤濕基體，作為去膜劑反應(yīng)產(chǎn)物的熔渣和造渣劑形成的熔渣起到隔絕空氣的保護作用。保溫一定時間，熔化合金與基板、碳化鎢通過擴散實現(xiàn)冶金結(jié)合。最后，出爐冷卻，得到強化碳化鎢耐磨復合板。本發(fā)明所述強化碳化鎢耐磨復合板的制備方法，步驟包括(1)選用適合加熱爐爐膛大小的低碳鋼板或低合金鋼板作為基板，采用機械方法或化學方法清理基板的任意一表面的油污、鐵銹；上述基板表面的油污、鐵銹采用機械方法去除時，可以選用常用的金屬絲輪或者砂輪打磨清理，或者采用常用的噴丸或者噴砂處理；優(yōu)先選用噴丸處理方法；上述基板表面的油污、鐵銹等采用化學方法去除時，可以采用硫酸或鹽酸，或使用兩者的混合水溶液。酸洗的參數(shù)為，10%的硫酸或鹽酸水溶液，酸洗溫度為40-60°C，酸洗時間10-20分鐘；或者5% -10%硫酸和2% -10%鹽酸混合水溶液，酸洗溫度20°C，酸洗時間 2-10分鐘；(2)將清理好的基板清理面朝上，水平放置，并在清理面上均勻散布去膜劑；(3)在去膜劑表面再均勻散布上合金粉末；(4)將步驟C3)所加合金粉末質(zhì)量10 60%量的碳化鎢粉末再均勻散布于合金粉末表面；(5)在碳化鎢粉末的表面均勻散布上造渣劑粉末；(6)將散布有去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平放入加熱爐內(nèi)，加熱升溫(爐內(nèi)可以用氮氣或氬氣保護，也可以不用保護，直接在空氣中加熱)，制備強化碳化鎢耐磨復合板；其特征在于步驟(1)所述低碳鋼板選Q195或Q235低碳鋼板；所述低合金鋼板選Q345低合金鋼板；步驟( 所述去膜劑以質(zhì)量百分比計是100%硼砂；或是25%硼砂與硼酸75% ； 或是80%硼酸、15%硼砂與5%氟化鈣；或是30%硼酸與70%氟硼酸鉀；步驟⑵所述去膜劑散布的厚度為0. 1-0. 8mm ；步驟C3)所述合金粉末的粒度為-40目 +300目；所述合金粉末的成分以質(zhì)量百分比計是C為3% 3. 6%,Cr為沘％ 32%、B為1. 5% 2. 5%,Si為1. 5% 2. 5%,Mo為3. 0% 4. 0%、Ni為4. 0% 6. 0%、余為！^和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為1200 1250°C，合金粉末熔敷金屬的硬度58 62HRC;或者C為4. 5% 5.0%、Cr為 45% 50%、B為1.8% 2.3%、Si為0.8% 1.4%、余為!^e和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為1200 1280°C，合金粉末熔敷金屬的硬度63 68HRC ；或者C為0. 6% 1. 0%、B 為 2. 5% 4. 5%、Si 為 3. 0% 5. 0%、Cr 為 14% 17%、Fe 不超過 15%、余為Ni和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為980 1020°C，合金粉末熔敷金屬的硬度 55-62HRC ；步驟( 所述合金粉末散布的厚度為0. l-20mm ；步驟(4)所述碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目，使用量優(yōu)選是步驟( 所加合金粉末質(zhì)量的20 60% ；步驟(5)所述造渣劑粉末的粒度為-50目，其成分以質(zhì)量百分比計是CaF2* 30% 50%，CaO為30% 35%，余為SW2和不影響其性能的雜質(zhì)，其熔點為1100°C 1200 0C ；步驟(5)所述造渣劑粉末的厚度為0. 5 2. 5mm ；步驟(6)所述加熱升溫制備強化碳化鎢耐磨復合板的條件是以低于步驟(3)所述合金粉末熔點溫度起始加熱，使爐內(nèi)溫度達到高于合金粉末熔點30 50°C，保溫10分鐘 40分鐘，然后降溫到合金粉末熔點以下40 60°C，保溫0. 5 6小時后出爐，即得強化碳化鎢耐磨復合板。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟( 所述去膜劑以質(zhì)量百分比計優(yōu)選是100%硼砂；或是25%硼砂與硼酸75%;所述去膜劑散布的厚度優(yōu)選為0. 2-0. 5mm。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟( 所述合金粉末散布的厚度優(yōu)選為 0. 5-10mm。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟(4)所述碳化鎢粉末使用量最優(yōu)選是合金粉末質(zhì)量的20% 40%。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟( 所述造渣劑粉末成分以質(zhì)量百分比計優(yōu)選是35% 45% CaF2, 30% 32% CaO，余為SW2和不影響其性能的雜質(zhì)。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟( 所述造渣劑粉末散布的厚度優(yōu)選為 1. Omm-2. Omm0上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟(6)所述加熱升溫制備強化碳化鎢耐磨復合板的條件優(yōu)選是加熱使爐內(nèi)溫度達到高于合金粉末熔點30 40°C，保溫20 分鐘 30分鐘，然后降溫到合金粉末熔點以下40 50°C，保溫2 4小時后出爐，即得強化碳化鎢耐磨復合板。上述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法中步驟(6)所述散布有去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板水平放入加熱爐內(nèi)時，可依據(jù)加熱爐爐膛空間，在爐內(nèi)設(shè)置格架，將所述基板一次性多塊放入爐內(nèi)格架上進行加熱升溫處理。本發(fā)明所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法具有如下明顯效果(1)本專利采用加熱爐生產(chǎn)耐磨復合板，一爐可以裝多塊，與堆焊工藝相比，生產(chǎn)效率顯著提高，可以大批量生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本。(2)本專利可以生產(chǎn)基板厚度小、耐磨層厚度較大的耐磨復合板，提高了材料的利用率?？朔硕押腹に囈蚧遢^薄容易焊接燒穿，無法生產(chǎn)基板較薄耐磨板的弊端。應(yīng)用薄基板的耐磨復合板，可以顯著降低設(shè)備自重，達到了節(jié)能、降耗的目的。(3)本專利加熱爐工藝生產(chǎn)的強化碳化鎢耐磨復合板變形較小，甚至無變形，這是由于其加熱溫度分布均勻決定的，省去了堆焊工藝耐磨復合板變形嚴重，需要校平的工序 (有時即使校平，也很難使耐磨板完全恢復平整)，減少了校平設(shè)備投資，簡化了生產(chǎn)工藝流程，節(jié)約了生產(chǎn)成本。(4)利用本發(fā)明方法還可以獲得耐磨層厚度很小的耐磨板，如厚度不超過1mm，這是堆焊工藝無法實現(xiàn)的。這種耐磨層厚度很小的耐磨板可以滿足工業(yè)界的某些需求。(5)本專利加熱爐工藝生產(chǎn)的強化碳化鎢耐磨復合板，作為工作層的耐磨合金不僅表面平整、美觀，而且可以直接用于要求表面平整的工況(如擋板等)，省去了機械加工工序(耐磨層硬度很高的甚至難以加工)，節(jié)省了生產(chǎn)費用。堆焊工藝的耐磨板表面有焊道的波紋、焊道間搭接也不平整，不僅耐磨層表面凸凹不平、不美觀，而且用于要求表面平整的工況時，需要加工，加工浪費了工時，增加了成本，有時耐磨合金硬度較高時，加工苦難， 甚至不能加工。(6)本專利的強化碳化鎢耐磨復合板的耐磨層金屬中含有10% 60%的碳化鎢， 加熱過程的溫度較低，碳化鎢不分解保持其形態(tài)，使該耐磨合金具有很高的耐磨性能，適合于高磨料磨損工況，具有較高的使用壽命。
具體實施例方式實施例1 (1)選用Q235低碳鋼板作為基板，基板的尺寸為ImX 2m，厚度為8mm。采用常用的噴丸處理方法，清除基板表面的油污、鐵銹。(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 2mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼砂25%、硼酸75%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為5mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為3. 6%、Cr為30%、 B為2. 1%、Si為1.8%、Mo為3.0%、Ni為4.0%，余為Fe和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量30%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為1.2mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，40% CaF2, 30% CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入6塊。直接在空氣中由低于步驟(3)所述合金粉末熔點溫度起始加熱，使爐內(nèi)溫度達到1280°C，保溫10分鐘，然后降溫到1180°C， 保溫3小時后出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例2 (1)選用Q345鋼板作為基板，基板的尺寸為ImX 1. 5m，厚度為10mm。采用常用的硫酸和鹽酸的混合水溶液化學方法清理基板表面，酸洗參數(shù)為體積百分數(shù)為9%硫酸和體積百分數(shù)為6%鹽酸的混合水溶液，酸洗溫度20°C，酸洗時間10分鐘。(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 5mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸80%、硼砂15%、 氟化鈣5%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為6mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為4. 8%、Cr為46%、 B為2.0%、Si為1.2%，余為！^和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量40%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為2. 0mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，45 % CaF2, 35 % CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入6塊。直接在空氣中加熱，使爐內(nèi)溫度達到1310°C，保溫20分鐘，然后降溫到1200°C，保溫5小時后出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例3 (1)選用Q195鋼板作為基板，基板的尺寸為0.5mX1.0m，厚度為6mm。采用常用的硫酸水溶液化學方法清理基板表面，酸洗參數(shù)為體積百分數(shù)為10%硫酸水溶液，酸洗溫度為50°c，酸洗時間15分鐘(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 2mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸100%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為1mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為3%、Cr為、 B為2.5%、Si為2.0%、Mo為3.5%、Ni為4.5%，余為Fe和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量10%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為0.8mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，35 % CaF2, 32 % CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入5塊。直接在空氣中加熱，使爐內(nèi)溫度達到1300°C，保溫10分鐘，然后降溫到1220°C，保溫2小時出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例4 (1)選用Q235低碳鋼板作為基板，基板的尺寸為ImX加，厚度為12mm。采用常用的噴丸處理方法，清除基板表面的油污、鐵銹。(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 2mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸30%、氟硼酸鉀70%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為8mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為5. 0%、Cr為48%、 B為2.3%、Si為1.3%，余為！^和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量60%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為1.5mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，42% CaF2, 31 % CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入8塊。直接在空氣中由低于步驟(3)所述合金粉末熔點溫度起始加熱，使爐內(nèi)溫度達到1300°C，保溫20分鐘，然后降溫到1210°C， 保溫4小時后出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例5 (1)選用Q235鋼板作為基板，基板的尺寸為0. 3mX0. 8m，厚度為3mm。采用常用的硫酸水溶液化學方法清理基板表面，酸洗參數(shù)為體積百分數(shù)為10%硫酸水溶液，酸洗溫度為55°c，酸洗時間25分鐘.(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 2mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸100%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為1mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為3%、Cr為、 B為2.5%、Si為2.0%、Mo為3.5%、Ni為4.5%，余為Fe和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量15%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為2. 5mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)SJO^CaF2JOW CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入10塊。直接在空氣中加熱，使爐內(nèi)溫度達到1230°C，保溫30分鐘，然后降溫到1150°C，保溫2小時出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例6 (1)選用Q195鋼板作為基板，基板的尺寸為0.5mX1.0m，厚度為6mm。采用常用的硫酸水溶液化學方法清理基板表面，酸洗參數(shù)為體積百分數(shù)為10%硫酸水溶液，酸洗溫度為50°c，酸洗時間15分鐘(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 2mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸100%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為1mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為0. 8%、Cr為16%、B為3. 5%、Si為4. 0%、Fe為12%、余為Ni和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量16%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為2. 0mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，45 % CaF2, 32 % CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入5塊。直接在空氣中由低于步驟(3)所述合金粉末熔點溫度起始加熱，使爐內(nèi)溫度達到1060°C，保溫10分鐘，然后降溫到990°C， 保溫2小時出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例7 (1)選用Q345鋼板作為基板，基板的尺寸為ImX 1. 5m，厚度為10mm。采用常用的硫酸和鹽酸的混合水溶液化學方法清理基板表面，酸洗參數(shù)為體積百分數(shù)為9%硫酸和體積百分數(shù)為6%鹽酸的混合水溶液，酸洗溫度20°C，酸洗時間10分鐘。(2)將步驟(1)清理好的基板水平放置，清理面朝上。在清理好的基板表面上均勻散布去膜劑，去膜劑的厚度為0. 5mm，去膜劑的成分(質(zhì)量百分比)為硼酸80%、硼砂15%、 氟化鈣5%。(3)在步驟( 的去膜劑表面再均勻散布上合金粉末，合金粉末的粒度為-40目 +300目，合金粉末的厚度為6mm，合金粉末的成分(質(zhì)量百分比)為C為0. 7%、Cr為15%、 B為2. 8%、Si為3. 2%、Fe為13. 6%，余為Ni和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)。(4)在步驟C3)合金粉末的表面，均勻散布上合金粉末質(zhì)量40%的碳化鎢粉末，碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目。(5)在步驟(4)碳化鎢粉末的表面上，均勻散布上造渣劑，造渣劑粉末的粒度為-50目，造渣劑粉末的厚度為1.8mm，造渣劑的成分(質(zhì)量百分比)為，30 % CaF2, 32 % CaO，余為S^2和不影響其性能的雜質(zhì)。(6)將散布上去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平推入加熱爐，并保持水平放置，通過爐內(nèi)設(shè)置的格架，一次放入6塊。直接在空氣中加熱，使爐內(nèi)溫度達到1080°C，保溫20分鐘，然后降溫到1000°C，保溫5小時后出爐，即得到強化碳化鎢耐磨復合板產(chǎn)品。實施例8 本實施例中，加熱爐采用氮氣保護，其余與實施例5相同，不再贅述。實施例9 本實施例中，加熱爐采用氬氣保護，其余與實施例7相同，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種強化碳化鎢耐磨復合板的制備方法，步驟包括(1)選用適合加熱爐爐膛大小的低碳鋼板或低合金鋼板作為基板，采用機械方法或化學方法清理基板的任意一表面的油污、鐵銹；(2)將清理好的基板清理面朝上，水平放置，并在清理面上均勻散布去膜劑；(3)在去膜劑表面再均勻散布上合金粉末；(4)將步驟C3)所加合金粉末質(zhì)量10 60%量的碳化鎢粉末再均勻散布于合金粉末表面；(5)在碳化鎢粉末的表面均勻散布上造渣劑粉末；(6)將散布有去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板，水平放入加熱爐內(nèi)， 加熱升溫，制備強化碳化鎢耐磨復合板；其特征在于步驟(1)所述低碳鋼板選Q195或Q235低碳鋼板；所述低合金鋼板選Q345低合金鋼板；步驟⑵所述去膜劑以質(zhì)量百分比計是100%硼砂；或是25%硼砂與硼酸75% ；或是 80%硼酸、15%硼砂與5%氟化鈣；或是30%硼酸與70%氟硼酸鉀；步驟(2)所述去膜劑散布的厚度為0. 1-0. 8mm ；步驟C3)所述合金粉末的粒度為-40目 +300目；所述合金粉末的成分以質(zhì)量百分比計是C 為 3% 3. 6%、Cr 為 ^% 32%、B 為 1.5% 2. 5%、Si 為 1.5% 2. 5%、 Mo為3. 0% 4. 0%、Ni為4. 0% 6. 0%、余為！^和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為1200 1250°C，合金粉末熔敷金屬的硬度58 62HRC ；或者C為4. 5% 5. 0%、Cr為 45% 50%、B為1. 8% 2. 3%、Si為0. 8% 1. 4%、余為!^e和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為1200 1280°C，合金粉末熔敷金屬的硬度63 68HRC ；或者C為0. 6% 1. 0%、B 為 2. 5% 4. 5%、Si 為 3. 0% 5. 0%、Cr 為 14% 17%、Fe 不超過 15%、余為Ni和不影響合金粉末性能的雜質(zhì)，其熔點為980 1020°C，合金粉末熔敷金屬的硬度 55-62HRC ；步驟( 所述合金粉末散布的厚度為0. l-20mm ；步驟(4)所述碳化鎢粉末的粒度為-40目 +300目，使用量是步驟C3)所加合金粉末質(zhì)量的20 60% ；步驟(5)所述造渣劑粉末的粒度為-50目，其成分以質(zhì)量百分比計是=CaF2為30% 50%，CaO為30% 35%，余為SiO2和不影響其性能的雜質(zhì)，其熔點為1100°C~ 1200°C ；步驟(5)所述造渣劑粉末的厚度為0. 5 2. 5mm ；步驟(6)所述加熱升溫制備強化碳化鎢耐磨復合板的條件是以低于步驟C3)所述合金粉末熔點溫度起始加熱，使爐內(nèi)溫度達到高于合金粉末熔點30 50°C，保溫10分鐘 40分鐘，然后降溫到合金粉末熔點以下40 60°C，保溫0. 5 6小時后出爐，即得強化碳化鎢耐磨復合板。
2.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(2)所述去膜劑以質(zhì)量百分比計是100%硼砂；或是25%硼砂與硼酸75% ；所述去膜劑散布的厚度為 0. 2-0. 5mm。
3.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(3)所述合金粉末散布的厚度為0. 5-10mm。
4.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(4)所述碳化鎢粉末使用量是合金粉末質(zhì)量的20% 40%。
5.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(5)所述造渣劑粉末成分以質(zhì)量百分比計是35 % 45 % CaF2, 30 % 32 % CaO,余為SW2和不影響其性能的雜質(zhì)；所述造渣劑粉末散布的厚度為1. Omm-2. 0mm。
6.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(6)所述加熱升溫制備強化碳化鎢耐磨復合板的條件是加熱使爐內(nèi)溫度達到高于合金粉末熔點 30 40°C，保溫20分鐘 30分鐘，然后降溫到合金粉末熔點以下40 50°C，保溫2 4 小時后出爐，即得強化碳化鎢耐磨復合板。
7.如權(quán)利要求1所述制備強化碳化鎢耐磨復合板的方法，其特征在于步驟(6)所述散布有去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末的基板水平放入加熱爐內(nèi)時，可依據(jù)加熱爐爐膛空間，在爐內(nèi)設(shè)置格架，將所述基板一次性多塊放入爐內(nèi)格架上進行加熱升溫處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強化碳化鎢耐磨復合板的制備方法，是選用適合加熱爐爐膛大小的低碳鋼板或低合金鋼板作為基板，在清理面上均勻散布去膜劑、合金粉末、碳化鎢粉末和造渣劑粉末，水平放入加熱爐內(nèi)，加熱升溫制得。利用本發(fā)明方法生產(chǎn)的強化碳化鎢耐磨復合板，其工作層的耐磨合金不僅表面平整、美觀，而且可以直接用于要求表面平整的工況(如擋板等)，省去了機械加工工序和相應(yīng)生產(chǎn)費用，所述復合板能廣泛適用于高磨料磨損工況，具有較高的使用壽命。
文檔編號C23C24/10GK102212821SQ201110138798
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者孫俊生, 孫逸群, 張凌峰 申請人:山東大學