[发明专利]一种高韧性高耐磨复合刮板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物料刮料用刮板的制备，特别是一种高韧性高耐磨复合刮板的制备方法，该方法制备的复合刮板，其中含有柱状硬质点，实现了耐磨性与强韧性的有机统一，使得刮板的整体机械性能显著提高。

背景技术

在冶金、矿山、电力等工业行业中，刮板是广泛使用的磨损件之一。在冶金企业的烧结球团机上使用的金属刮板，其形状一般由矩形钢板制成，有时在钢板表面焊接耐磨材料，这种刮板在使用过程中遭受到矿粉、铁粉等物料严重的磨损，一般使用时间不超过两个月，必须频繁更换，导致拆装、检修费用很高，工人劳动强度加大。而在火力发电厂中，除灰搅拌机的刮板部件同样材料主要采用耐磨铸铁，刮板在工作时，燃烧后的干燥粉煤灰不断被送入搅拌机，经过淋水和搅拌，成为混合均匀的湿灰后不断送出，刮板起到搅拌和推灰的作用。由于刮板直接与灰粒剧烈摩擦，工作环境十分恶劣，磨损严重。通常两三个月就导致刮板过量磨损失效，导致除灰量严重下降，并造成搅拌不均匀，粉尘飞扬，严重污染环境。由此可见，刮板磨损造成的损失是相当严重的。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目在于，提供一种高韧性高耐磨的复合刮板。该方法制备的复合刮板，其中含有柱状硬质点，既具有基体金属的高强度和高韧性，又具有硬质相的高硬度和高抗磨性，能够同时承受高压和强烈磨损，具有使用寿命长、价格低廉的特点，保证刮板正常安全生产。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种高韧性高耐磨复合刮板的制备方法，其特征在于，该方法将合金粉芯棒材扎制成捆，布置于刮板的铸型型腔内，合金粉芯棒材捆占刮板总体积的20％～60％，然后把熔化的基体金属液浇入刮板的铸型型腔内，在基体金属的热作用下，合金粉芯棒材发生熔化、溶解，合金粉芯棒材中的大量合金元素与基体金属液产生冶金化合反应，在原位生成高度弥散的合金组织，最后冷却凝固形成棒状硬质相与基体金属冶金过渡结合融为一体，制成以高韧性高强度的金属为基体、内含一定数量的冶金结合的棒状高硬度质点的复合刮板。

采用本发明制备的复合刮板具有以下优点：

1、由于采用合金粉芯棒材，内部填充合金粉末，在基体金属的高温作用下，合金粉芯棒材熔化，合金粉末烧结、溶解、扩散，与基体金属发生冶金化合反应，同时由于合金粉末的吸热作用，降低了局部的温度，缩短了结晶过程，阻碍了合金元素的进一步扩散，从而使合金元素在原位富集，晶粒显著细化，析出大量弥散的高硬度的硬质化合物，凝固后便形成了镶嵌在基体金属中的宏观上呈棒状的硬质相，并与基体金属形成良好的冶金过渡结合，界面结合牢固，解决了硬质相脱落、碎裂的难题，耐磨性与韧性有机统一，整体性能显著提高。

2、合金粉末可根据刮板的使用要求进行配比，成分可调，适应性广。

3、由于合金粉芯棒材不含粘结剂等杂质，因此不会产生夹渣等缺陷，内部组织性能优良。

4、本发明的复合成型工艺可控性强、成品率高、生产质量稳定，便于规模化生产。

5、柱状硬质点为整体原位反应生成，避免“镶铸复合”等工艺过程中的开裂现象以及使用过程中的脱落现象。

6、根据使用工况，柱状硬质点在基体中的比例可调，并分布均匀；

7、根据刮板结构结形式，可实现工件耐磨表面复合、区域局部复合或整体复合。

附图说明

图1是复合耐磨刮板制备工艺示意图；

图2是复合耐磨刮板结构主剖视图。

下面结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

参见附图，按照本发明的技术方案，选用一定直径和合金粉末配比的合金粉芯棒材1扎制成捆，预置在刮板铸型2中，把熔化的基体金属3浇入刮板铸型2，基体金属液3对合金粉芯棒1进行加热、烧结、溶渗甚至溶解，大量合金元素与基体金属液3产生冶金化合反应，合金粉芯棒材1中的合金粉金属元素在基体金属液中进行短程扩散，在原位生成高度弥散的合金组织，在基体金属中形成冶金结合的高硬度棒状硬质点4，形成以高韧性高强度的金属为基体、内含一定数量的冶金结合的棒状高硬度质点4的复合刮板。

上述合金粉芯棒材1直径为Φ1mm～Φ10mm，其外皮为低碳钢管壁厚为0.1～1.0mm，芯部为粒度为50～200目的合金粉末。

上述合金粉芯棒材1芯部的合金粉末由高碳铬铁粉构成，根据需要可添加钼铁粉、钨铁粉、硅铁粉、锰铁粉等合金粉。

上述合金粉末也可以由碳化钨、碳化硅、碳化钛、氧化铝、氮化硅、氮化钛粉末中的一种或几种构成。

上述基体金属3选择高锰钢、低碳钢、合金钢、灰口铸铁、球墨铸铁等铸钢或铸铁中的一种。