還在等您  高鉻耐磨堆焊板  10+8/8+6/6+6  一、發(fā)展背景 煤炭行業(yè)中煤炭的采掘、分選、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)倪^程中都會(huì)造成設(shè)備機(jī)械的嚴(yán)重磨損。在重介質(zhì)選煤系統(tǒng)中,工件工作環(huán)境惡劣,磨損更加嚴(yán)重。磨損主要從材料的表面開始,每年由于磨損造成了大量資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失,因此致力于耐磨產(chǎn)品研發(fā)和表面改性技術(shù)的科技研究是必需的。二、定義 高鉻耐磨堆焊板利用明弧堆焊方法制備,焊層層間溫度可控,可有效降低焊接熱應(yīng)力,合金粉末配比方便可調(diào),采用快速冷卻方法可達(dá)到細(xì)化晶粒的效果,施焊工藝簡(jiǎn)單。利用明弧堆焊高鉻耐磨板制成的耐磨零部件,已在電力、水泥、礦山、冶金等行業(yè)得到廣泛推廣應(yīng)用,在煤炭行業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。三、高鉻耐磨堆焊板的組織特性 目前廣泛應(yīng)用的鉻系白口鑄鐵合金大多采用鑄造方法制得,其碳及鉻(Cr)的含量都不高。當(dāng)Cr含量≤5%時(shí)易得到(Fe,Cr)3C型碳化物,且呈連續(xù)網(wǎng)狀分布(圖1)。此種鑄態(tài)組織通常為共晶碳化物和珠光體,因組織中存在大量碳化物,且顯微組織表現(xiàn)為各向異性,性能波動(dòng)大,且因連續(xù)網(wǎng)狀碳化物對(duì)基體的割裂作用,造成材料韌性儲(chǔ)備小、易脆斷。 高鉻耐磨鑄鐵的Cr含量在12%~28%,含碳量2.4%~3.6%,是目前使用最廣泛的一種耐磨材料。其特點(diǎn)是韌性和耐磨性較高,組織形態(tài)如圖2所示。其碳化物以(Fe,Cr)7C3形式出現(xiàn),顯微硬度在HV1500~1800。碳化物呈顯微棒條狀,作橫向切割時(shí)可發(fā)現(xiàn)這種碳化物以六方晶體生長(zhǎng)。 適當(dāng)提高鉻和碳含量及控制Cr/C比,可有效提高材料耐磨耐沖擊性能。但是鑄造鉻系白口鑄鐵的碳以及鉻含量都較低,而且由于得到的都是亞共晶或共晶組織,組織中碳化物含量較低,抵抗應(yīng)力磨粒磨損的性能不如過共晶組織。而要得到過共晶組織,就要提高鉻系白口鑄鐵中的碳含量,但是碳含量超過3%的高鉻鑄鐵高溫澆鑄補(bǔ)充不充分時(shí),會(huì)出現(xiàn)大量肉眼即可看到的針狀晶體,晶體之間有顯微空隙,類似疏松,磨損中容易脫落,造成磨損加劇;會(huì)在鑄造中產(chǎn)生很大的鑄造應(yīng)力,甚至產(chǎn)生熱裂紋,在厚大鑄件中會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致鑄件變形或開裂。因此,

想用鑄造方法獲得超高碳高鉻含量的耐磨合金材料比較困難。 利用明弧堆焊方法制得的堆焊合金具有良好的耐磨性,堆焊金屬與母材的結(jié)合性良好,

堆焊過程中,高鉻鑄鐵堆焊金屬產(chǎn)生垂直于焊縫的應(yīng)力釋放裂紋,可以減少堆焊合金斷裂脫落的可能性。因此用堆焊的方法可以實(shí)現(xiàn)超高碳高鉻合金組織研究的目的。耐磨層由共晶的滲碳體、合金馬氏體、殘余奧氏體組成基體;其上均勻分布大量高耐磨M7C3型碳化物,碳化物的硬度可達(dá)HV1700,是構(gòu)成高耐磨結(jié)構(gòu)的骨架。碳化物呈六方晶體生長(zhǎng),垂直于堆焊層表面。基體與硬質(zhì)抗磨質(zhì)點(diǎn)的最佳配合,使材料具有優(yōu)異的耐磨性,其顯微組織如圖3所

示。 四、耐磨堆焊板的性能特點(diǎn) 高鉻耐磨堆焊板采用國(guó)際耐磨復(fù)合鋼板通用的合金體系,具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能,耐磨層與基材實(shí)現(xiàn)良好的冶金結(jié)合,結(jié)合處無氧化物夾雜、裂紋、氣孔等缺陷,耐磨層厚3.5~12.0mm,表層宏觀硬度在56~62HRC。耐磨性大大高于熱處理耐磨鋼、鑄造耐磨鑄鐵。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,使得高鉻耐磨復(fù)合鋼板具有很強(qiáng)的抗沖擊性能和抗裂性能,可應(yīng)用到振動(dòng)、沖擊較強(qiáng)的工況條件下。 此外,高鉻耐磨堆焊板的機(jī)加工性能良好,其表面的細(xì)絲狀應(yīng)力釋放裂紋,可避免耐磨復(fù)合鋼板在機(jī)加工過程中發(fā)生脫落、剝離。耐磨堆焊板可制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的板材,可向內(nèi)冷彎成形,冷滾圓時(shí)最小曲率半徑為600mm。可用等離子弧、碳弧等熱源切割,用塞焊、端面焊或背面焊接螺栓的連接方法與其他工件連接在一起。 使用耐磨復(fù)合鋼板制造機(jī)件的造價(jià)較普通材料有所提高,但機(jī)件的使用壽命增長(zhǎng),綜合考慮維修費(fèi)用、備件費(fèi)用和停機(jī)損失,其性價(jià)比要比普通材料高2~3倍,單位面積所需費(fèi)用僅為使用同種成分手工焊條堆焊的一半。五、應(yīng)用狀況 高鉻耐磨復(fù)合板適用于多種磨損工況條件下,具有良好的耐磨性、耐沖擊性和良好的抗氧化性。重介質(zhì)選煤系統(tǒng)中利用明弧堆焊高鉻耐磨堆焊板,可直接切割下料制作成耐磨零部件安裝。例如制成耐磨彎頭應(yīng)用在輸煤管道中,可有效抵抗煤粒的低應(yīng)力磨料磨損作用,延長(zhǎng)彎頭的使用壽命;可根據(jù)溜槽輸送的煤質(zhì)特性,制作滿足不同耐磨抗沖擊性能的耐磨復(fù)合板,鋪設(shè)在溜槽底部以增強(qiáng)其耐磨性,延長(zhǎng)溜槽的使用壽命,檢修操作方便;另外在介質(zhì)分流箱、落煤溜槽、旋流器溢流管、入料保護(hù)箱等設(shè)備中作為表面耐磨層,均應(yīng)用良好。六、結(jié)語(yǔ) 利用明弧堆焊工藝制成的高鉻耐磨堆焊板具有良好的力學(xué)性能和使用性能。合理選擇藥芯焊絲進(jìn)行明弧堆焊,制備滿足不同介質(zhì)輸送需求的耐磨板,可有效延長(zhǎng)工件使用壽命,降低企業(yè)設(shè)備投資,提高生產(chǎn)效率。推動(dòng)重介質(zhì)選煤技術(shù)的發(fā)展,將其廣泛應(yīng)用于重介質(zhì)選煤行業(yè)中,可有效延長(zhǎng)工件的使用壽命,提高洗選效率,具有廣闊的發(fā)展前景。