[实用新型]爆炸复合双金属耐磨钢板结构

说明书

技术领域

本实用新型属于重工业耐磨材料技术领域，涉及一种爆炸复合双金属耐磨钢板结构。

背景技术

双金属耐磨复合钢板是在韧性好、价格低廉的普碳钢板上，覆盖一层一定厚度的耐磨合金材料，其复合界面为完全的冶金结合。用韧性好的普碳钢作基材，高合金为耐磨层，从而使双金属耐磨复合钢板达到了铸造耐磨材料所无法达到的很高的耐磨性能。

由于母材为普碳钢，双金属耐磨复合板可以实现自由焊接、拼接、弯曲、卷弧、卷管、打孔以及在普碳钢一侧焊接等，通过设计合金层的成分、厚度，还可以获得耐磨、耐热、耐蚀等功能双金属复合板。

目前耐磨复合钢板已作为一种重要的抗磨材料被广泛应用于各工业领域的生产实践中。在冶金、煤炭、化工、建材、发电等领域得到了很好的推广和应用，解决了许多在实际生产中出现的磨损难题。与各种合金钢、合金铸铁、铸石、陶瓷、橡胶、聚氨脂等耐磨材料相比，双金属耐磨复合钢板具有高耐磨性、高韧性、可焊性及可再次成型性等多重材料特性，以其良好的性能和低廉价格，受到众多企业的认可。

双金属复合耐磨板是一种具有特殊性能的新型材料。目前，双金属复合耐磨板制备方法主要有：

1、堆焊方法：是在普通钢板的基板上通过堆焊方法复合高合金耐磨层，结合耐磨层的耐磨性能和基板的承载、变形能力和可焊接性能。耐磨层的硬度一般在HRC52-64之间。

2、淬火硬化法：也叫调质硬化耐磨钢板，是低合金钢板在轧制过程中淬火硬化或对低合金钢板进行热处理淬火硬化后的钢板。

3、其它制备方法：如注渗、喷涂、激光熔敷等。

双金属耐磨钢板，耐磨层是高合金成分，金相组织中有大量起抗磨作用高硬度合金碳化物和Si、Mn、Cr、Mo、V等合金元素。基层为碳钢，具有良好的韧性和塑性等一些性质，通过设计组合可以发挥组员材料各自的优势，实现各自组员材料资源的最优势配置。但是双金属耐磨板由于基层和耐磨层两种材料的线膨胀系数不同，物理性能、熔点和强度的差异很大，不易进行焊接，尤其不易进行大面积焊接。当两种材料焊接时，两种材料之间生成的多种金属化合物的特性，很难用常规的焊接工艺将其制作成耐磨复合板。常用堆焊工艺制备方法如手工电弧堆焊、药芯焊丝气体保护电弧堆焊及埋弧堆焊等工艺，都是在低碳钢的基板上，选用高合金的抗磨合金体系的焊丝或粉末，利用高频电火花放电或其它原理进行金属熔焊或堆焊。该工艺一般填充金属的成分同母材成分往往不相同，尤其异质高合金相焊或合金堆焊时。焊缝中都有一定数量的熔化母材和填充金属相混合，母材被焊缝过多的稀释而引起成分变化，就会影响焊缝金属的性能，从而影响金属性能。堆焊技术简便灵活，应用广泛，它的主要缺点是需要专用设备、设备造价高、生产效率低、劳动条件差、容易降低堆焊母材的疲劳强度。该工艺生产的耐磨复合钢板的耐磨层表面硬度为40 HRC～56HRC，抗冲击性能指标大约在1210 J/cm²～1600 J/cm²之间。因此，爆炸焊接就成为一种最理想的制造双金属复合耐磨钢板的新工艺。

爆炸焊接可进行大面积焊接，是其独特的优势之一，即把一个金属板，以“覆盖”的方式，通过爆炸焊接的方式复合在另一个金属板上，而得到由两种（或两种以上）金属板组成的新型板材。同时，双金属复合钢板结合界面呈齿状冶金结合为突出特征。爆炸焊接是一个复杂的物理过程，炸药在爆炸过程中，金属在高压脉冲载荷作用下的流体行为。爆轰是炸药的化学变化基本形式之一，爆轰反应传播速度非常大，可达每秒数千米，反应区压力高达几十万个大气压，温度也在几千K以上。爆轰的速度、压力、温度等决定着炸药的做功能力和效率。因此复板在高压脉冲载荷的驱动下，发生了形变、弯曲、下落并与基板相碰撞发生热能形变、冷却达到焊接状态。爆炸焊接这种快速加热条件下，整个热影响区相变过程短暂，不存在碳及合金元素的扩散并阻碍了碳的迁移，降低了碳的活度系数。因此，双金属复合板不会发生马氏体的二次硬化和残余奥氏体的二次淬火效应。然而，现在还没有爆炸复合双金属耐磨钢板出现。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种爆炸复合双金属耐磨钢板结构，韧性好、强度高、性能好。

本实用新型所采用的技术方案是，爆炸复合双金属耐磨钢板结构，包括低碳钢板，低碳钢板的上、下表面分别爆炸复合有纯铁板层，纯铁板层不与低碳钢板接触的两个面上分别爆炸复合有耐磨钢板层。

本实用新型的特征还在于，

低碳钢板的厚度10mm-40mm。

耐磨钢板层的厚度为3mm-14mm。

纯铁板层的厚度为0.5 mm -1.0mm。