耐磨鋼板是一種大面積磨損工況條件下使用的特種板材產(chǎn)品,目前常用的耐磨鋼板是在韌性、塑性較好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過堆焊方法復合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的合金耐磨層而制成的板材產(chǎn)品。除此之外,還有鑄造耐磨鋼板和合金淬火耐磨鋼板等。
無論是哪一類耐磨鋼板,它都是由兩部分組成的,分別是碳鋼板和合金耐磨層。正常情況下,耐磨鋼板合金耐磨層的厚度為總厚度的1/3-1/2,工作時由基體提供抵抗外力的強度、韌性和塑性等綜合性能,由合金耐磨層提供滿足指定工況需求的耐磨性能。
耐磨鋼板合金耐磨層和基板之間采用的是冶金結合的方式,通過專用設備和自動焊接工藝,將高硬度自保護合金焊絲均勻地焊接在基板上,復合層數(shù)一層至兩層以至多層。在復合過程中,由于合金收縮比不同,可能會出現(xiàn)均勻橫向裂紋,這是耐磨鋼板的顯著特點。
耐磨鋼板的合金耐磨層主要以鉻合金為主,同時還添加錳、鉬、鈮、鎳等其它合金成份,金相組織中碳化物呈纖維狀分布,纖維方向與表面垂直;合金碳化物在高溫下有很強的穩(wěn)定性,保持較高的硬度,同時還具有很好的抗氧化性能,在500℃以內(nèi)完全正常使用。
耐磨鋼板主要分為通用型、抗沖擊型和耐高溫型三類,應用的場合也是不同的,但它們基本已經(jīng)涉及到了各個工業(yè)生產(chǎn)領域,包括冶金、煤炭、水泥、電力、玻璃、礦山、建材、磚瓦等行業(yè),與其他材料相比,有很高的性價比。
對于耐磨板來說,生產(chǎn)加工中溫度的變化將直接影響整個板材性能,所以一直以來都在研究耐磨鋼板等溫處理的效果,結果發(fā)現(xiàn)不同加熱溫度下,耐磨板的連續(xù)冷卻轉變曲線、微觀組織、物相及相似結構相也都隨之發(fā)生了變化。
耐磨板等溫處理的研究手段包括了很多優(yōu)異的技術,如光學顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀及電子背散射衍射技術等。隨著退火溫度的升高,耐磨板中鐵素體的相比例會逐漸降低,升高的是貝氏體,而其中殘余的奧氏體則會以橢圓狀和細條狀分布在鐵素體晶界及晶內(nèi)。
當加熱溫度由完全奧氏體化溫度降低到兩相區(qū)內(nèi)較高溫度時,耐磨板連續(xù)冷卻轉變曲線中鐵素體轉變區(qū)左移。這時只要通過790℃加熱保溫,可以得到含有鐵素體、貝氏體和殘留奧氏體的多相組織。
當保溫溫度進一步提高之后,工藝時間會直接影響到耐磨板中鐵素體晶粒尺寸、鐵素體量以及鐵素體基體上的位錯密度和沉淀析出量;隨著貝氏體區(qū)保溫時間的延長,耐磨鋼板中殘余奧氏體體積分數(shù)先增大后減少,殘余奧氏體中碳含量增多。
當加熱溫度處在兩相區(qū)范圍內(nèi)時,隨著加熱溫度的降低,鐵素體轉變被推遲,奧氏體的含碳量也會有所不同。在相同的拉伸變形階段,奧氏體轉化率的增加速率不同,使得耐磨板連續(xù)冷卻轉變曲線右移。
另外,如果等溫時間相同的話,等溫溫度越高,殘余奧氏體中的碳含量越大,耐磨鋼板中的鐵素體、貝氏體晶界或者相界面1μm以上大顆粒奧氏體發(fā)生相變,相應的其性能也會有變化。
耐磨鋼板表面的耐磨性不但具有很好的硬度,同時也可以加入鎳合金提高其抗腐蝕性,工業(yè)上一般單一的工況很少,多少會帶有多相性因素,如磨損、腐蝕、高溫、沖擊等,堆焊復合鋼板的耐磨層的鉻鎳合金,因此其耐磨性好,同時也有很好的抗腐蝕性。
耐磨復合板合金耐磨層的化學成分中碳含量達4~5%,鉻含量高達25~30%,其金相組織中Cr7C3碳化物的體積分數(shù)達到50%以上,宏觀硬度為HRC56~62,碳化鉻的硬度為HV1400~1800。由于碳化物成于磨損方向相垂直分布,即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較,耐磨性能提高一倍以上。
采用耐磨復合板通用的合金體系,具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能,耐磨性大大高于熱處理耐磨鋼、鑄造耐磨鑄鐵,抗磨損能力也大大高于噴焊或熱噴涂方法。由于耐磨復合板的基板采用塑性很好的低碳鋼板,可在受沖擊的過程中吸收能量,因而具有很強的抗沖擊性能和抗裂性能,可以應用到振動、沖擊較強的工況條件下。
耐磨復合板可以制成標準尺寸的板材,重量輕,加工方便靈活,由于采用軟質基板,因而可以向內(nèi)冷彎成形,可以用等離子弧、碳弧等熱源切割。可以拼焊成型,使現(xiàn)場焊接工作變得省時、方便。
綜合考慮維修費用、備件費用和停機損失,耐磨復合板制造機件性能價格比普通材料高2~3倍。 堆焊是在工件的表面或邊緣進行熔敷一層耐磨、耐蝕、耐熱等性能金屬層的焊接工藝。堆焊對提高零件的使用壽命,合理使用材料,提高產(chǎn)品性能,降低成本有顯著的經(jīng)濟效益。
碳化鉻耐磨板已經(jīng)大規(guī)模應用于現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中,今天來講一下它的幾種安裝方式解決大家的困惑。
以下三種安裝方式:
1、螺栓固定方式:可以焊接方法將螺栓焊接到鋼板的母材上,然后與其他工件連接,也可以在耐磨鋼板上開孔,通過螺栓與其他工件連接。
2、焊接方式:大面積復臺鋼板的母材是可焊接性能很好的鋼板,需要兩塊鋼板拼接時,可先將背面母材焊接在一起,然后用相應的堆焊焊條將正面堆焊層填平補齊。耐磨鋼板也可以焊接到其他鋼結構上。
3、塞焊方式:可用等離子或者碳弧氣刨在耐磨鋼板上開孔,通過塞焊的方法與其他鋼結構件連接。
以上是三種方式是大家常采用的,如果您對碳化鉻耐磨板的安裝有特殊要求,請聯(lián)系我們?yōu)槟峁┌惭b固定方案,可以根據(jù)客戶需求定制各種耐磨損方案。
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預熱有利于減低雙金屬耐磨鋼板熱影響區(qū)的硬度,防止產(chǎn)生冷裂紋,這是焊接雙金屬耐磨復合板的主要工藝措施;預熱還能改善接頭塑性,減小焊后殘余應力。通常,35和45鋼的預熱溫度為150~250℃,含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行局部預熱,局部預熱的加熱范圍為焊口兩側各150~200mm。
焊接雙金屬耐磨復合板焊條條件許可時優(yōu)先選用堿性焊條;坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少雙金屬耐磨復合板母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產(chǎn)生。
雙金屬耐磨復合板焊接工藝參數(shù)由于母材熔化到一層焊縫金屬中的比例高達30%左右,所以一層焊縫焊接時,應盡量采用小電流、慢焊接速度,以減小雙金屬耐磨復合板母材的熔深。
雙金屬耐磨復合板焊后盡量要對焊件立即進行應力熱處理,特別是對于大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下工作的焊件更應如此。應力的回火溫度為600~650℃。若焊后不能進行應力熱處理,應立即進行后熱處理。