一種抗高溫磨損導位板及其制備方法技術

一種抗高溫磨損導位板，由WC顆粒棒狀增強相與高鉻鎳合金基體復合而成，在宏觀上構成“蜂窩”狀結構，制備方法是先制備高鉻鎳合金導位板，然后在高鉻鎳合金導位板工作表層加工均勻交替排列的盲孔，將WC顆粒與Ni基釬料放入球磨機中球磨混料，向混合料內加入酚醛樹脂和無水乙醇，混合均勻后壓坯造粒，然后把所得的粉料填入高鉻鎳合金導位板工作表層的盲孔中并壓實，將壓入粉料的高鉻鎳合金導位板放入烘干爐中進行烘干，隨后把烘干的高鉻鎳合金導位板放到真空爐中或者氣體保護爐中進行熔燒釬焊，然后爐冷至室溫，本發明專利技術導位板具有硬度高、耐磨性和抗氧化性好的特點；制備方法工藝簡單、成本低廉，工藝穩定性高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及軋鋼機導位板的制備
，特別涉及。
技術介紹
導位板是鋼鐵型材軋制機的重要輔助零部件之一。它們在服役過程中與快速運動的溫度可達900°C的高溫鋼坯直接接觸，承受著高溫磨損、沖擊、擠壓、氧化和冷卻水的激冷作用，工作環境極其惡劣，報廢率極高。導位板的使用壽命直接影響著鋼材的產量和生產成本，因此，長久以來導位板的設計和制備一直受到工程技術人員和材料工作者的高度重視。惡劣的工作條件要求導位板必須具備良好的高溫強度、硬度、沖擊韌性、耐磨性以及高溫抗氧化性和抗熱疲勞性。目前，國內多數導位板采用高鉻鎳合金鋼整體鑄造制作，耐磨性較好。但這種導位板因含碳量高，脆性大，在熾熱鋼坯的沖擊和冷卻水的激冷作用下易開裂。近些年來涌現出了一些復合材料制作的導位板，并在實際應用中取得了一定的效果，總結起來共有三種，第一種是在韌性較好基體表面堆焊耐磨、耐熱的合金層，如專利ZL91221901. 7、ZL 94206064. 4和ZL 200520128846. X ;第二種為通過鑄滲的方法在韌性基體表面復合耐磨、耐熱的陶瓷顆粒或合金層，如公開號為CN1320494A、CN 102233422A、CN101195156A、CN1351910A、CN102319747 和 CN 101134237A 的專利；第三種是通過雙液復合鑄造法制備出雙金屬復合材料，如公開號為CN 1706635A的專利。導位板表面堆焊的耐磨層由于厚度較薄，使用壽命提高有限；雙金屬和陶瓷顆粒增強導位板由于是整層復合，復合層和基體之間存在較大的殘余應力，導位板在使用過程中復合層易開裂和剝落。另外，公開號為CN 101412095A的專利公開了一種復合耐磨導位板的制備方法，即將合金粉芯棒預置于鑄型型腔內，然后澆鑄基體金屬，合金粉芯棒與基體熔液發生冶金反應，原位析出大量彌散的高硬度化合物，凝固后形成了鑲嵌在基體中的宏觀上呈棒狀的增強相。在所制備的復合耐磨導位板中，高硬度的棒狀增強相均勻分布于韌性好的基體中，宏觀上構成類“蜂窩”狀結構。該結構的導位板增加了復合層的厚度，增強了界面結合強度，實現了耐磨復合材料的“硬韌匹配”性，使用壽命顯著提高。但該復合耐磨導位板的制備工藝穩定性差，質量難以保證。特別是澆注溫度要求嚴格，溫度過高，合金粉芯棒坍塌，溫度過低合金粉芯棒無法形成致密的增強相。因此，開發工藝簡單、成本低廉、工藝穩定性好的新的導位板制備方法勢在必行。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供，導位板具有硬度高、耐磨性和抗氧化性好的特點，同時制備方法具有工藝簡單、成本低廉，工藝穩定性高的優點。為了達到上述目的，本專利技術采取的技術方案為一種抗高溫磨損導位板，由WC顆粒棒狀增強相與高鉻鎳合金基體復合而成，WC顆粒棒狀增強相均勻分布于高鉻鎳合金基體表層，與高鉻鎳合金基體在宏觀上構成“蜂窩”狀結構，WC顆粒棒狀增強相占高鉻鎳合金基體表層的體積分數為1(Γ80% ；高鉻鎳合金基體的成分重量百分比為I. 0 2· 0%C，3. (TlO. 0%Ni，15 28%Cr，O.6 I. 2%Si,0. 6 I. 2%Mn,〈O. 05%S, <0. 05%P，余量為 Fe ； WC顆粒棒狀增強相由WC顆粒和Ni基釬料組成，WC顆粒占WC顆粒棒狀增強相的體積分數為20 80%，WC顆粒粒度為50 400目，Ni基釬料粒度為200 800目，Ni基釬料的成分重量百分比為6. 0 15· 0%Cr, I. 5 3· 5%Β，3· 0 5· 0%Si, I. 5 5. 0%Fe,0. 06 0. 2%C,余量為Ni，Ni基釬料的熔點為96(Tll00°C。一種抗高溫磨損導位板的制備方法，包括以下步驟步驟I，制備高鉻鎳合金導位板，其成分重量百分比為1. (Γ2. 0%C，3. (TlO. 0%Ni,15 28%Cr，0. 6 I. 2%Si,0. 6 I. 2%Mn,〈O. 05%S, <0. 05%P，余量為 Fe ；步驟2，然后利用機床在高鉻鎳合金導位板工作表層加工均勻交替排列的盲孔，盲孔直徑為2 20mm，深度為2 20mm，孔間距為5 40mm，盲孔加工完畢后用丙酮或無水乙醇清洗孔壁的油污，接著吹干待用； 步驟3,將WC顆粒與Ni基釬料放入球磨機中球磨混料,球磨混料在惰性氣體的保護下進行，其中WC顆粒占混合料的體積分數為2(Γ80%，球磨轉速為6(Tl20r/min，球磨時間為l(T30h，WC顆粒粒度為50 800目，Ni基釬料粒度為200 800目，Ni基釬料的成分重量百分比為6. 0 15· 0%Cr, I. 5 3· 5%Β，3· 0 5· 0%Si, I. 5 5. 0%Fe,0. 06 0. 2%C,余量為 Ni, Ni 基釬料的熔點為96(Tll00°C ；步驟4，向步驟3中所得混合料內加入酚醛樹脂和無水乙醇，混合均勻后壓坯造粒，其中酚醛樹脂占混合料的比重為2 3%，無水乙醇占混合料的比重為5 10%，造粒的壓強為4(T60Mpa，造粒的粒度為60 80目；步驟5，然后把步驟4所得的粉料填入步驟2所得的高鉻鎳合金導位板工作表層的盲孔中并壓實，壓強為10(T200Mpa ；步驟6，將壓入粉料的高鉻鎳合金導位板放入烘干爐中進行烘干，烘干溫度為5(T80°C，烘干時間為2 4h ；步驟7，隨后把烘干的高鉻鎳合金導位板放到真空爐中或者氣體保護爐中進行熔燒釬焊，熔燒溫度為105(Tll50°C，保溫時間l 3h，接著以2 4°C /min冷卻至800°C，然后爐冷至室溫。本專利技術具有以下優點I.硬度高、耐磨、耐高溫的WC顆粒棒狀增強相均勻分布于韌性好、耐氧化、高溫強度好的高鉻鎳合金基體中，高硬度的增強相與韌性基體在宏觀上構成“蜂窩”狀結構，實現了復合材料的“硬韌匹配“性。2.復合層厚度大，增強相與基體結合強度高，復合層不易破裂剝落，導位板的使用壽命長。3. WC顆粒在增強相中的體積分數和增強相在復合層中的體積分數可調。4.棒狀增強相的直徑、深度以及分布間距可調。5.根據導位板的使用情況和結構形式，可實現局部或整體復合。6.該制備方法簡單且產品質量穩定，可實現導位板大規模生產。附圖說明圖I為本專利技術導位板的示意圖。圖2實施例I和實施例2中盲孔在基體中的分布示意圖。圖3實施例3和實施例4中盲孔在基體中的分布示意圖。具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖對本專利技術作進一步詳細說明。實施例I如圖I所示，一種抗高溫磨損導位板，由WC顆粒棒狀增強相I與高鉻鎳合金基體2復合而成，WC顆粒棒狀增強相I均勻分布于高鉻鎳合金基體2表層，與高鉻鎳合金基體2在宏觀上構成“蜂窩”狀結構，WC顆粒棒狀增強相I占高鉻鎳合金基體2表層的體積分數為40% ；高鉻鎳合金基體2的成分重量百分比為I. 0%C，6. 0%Ni，18%Cr，O. 6%Si，0. 8%Mn，<0. 05%S, <0. 05%P，余量為 Fe ；WC顆粒棒狀增強相I由WC顆粒和Ni基釬料組成，WC顆粒占WC顆粒棒狀增強相I的體積分數為25%，WC顆粒粒度為100目，Ni基釬料粒度為200目，Ni基釬料的成分重量百分比為6. 0%Cr,2. 5%Β，4· 0%Si,3. 5%Fe,0. 06本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗高溫磨損導位板，其特征在于：由WC顆粒棒狀增強相與高鉻鎳合金基體復合而成，WC顆粒棒狀增強相均勻分布于高鉻鎳合金基體表層，與高鉻鎳合金基體在宏觀上構成“蜂窩”狀結構，WC顆粒棒狀增強相占高鉻鎳合金基體表層的體積分數為10~80%；高鉻鎳合金基體的成分重量百分比為：1.0~2.0%C，3.0~10.0%Ni，15~28%Cr，0.6~1.2%Si，0.6~1.2%Mn，<0.05%S，<0.05%P，余量為Fe；WC顆粒棒狀增強相由WC顆粒和Ni基釬料組成，WC顆粒占WC顆粒棒狀增強相的體積分數為20~80%，WC顆粒粒度為50~400目，Ni基釬料粒度為200~800目，Ni基釬料的成分重量百分比為：6.0~15.0%Cr，1.5~3.5%B，3.0~5.0%Si，1.5~5.0%Fe，0.06~0.2%C，余量為Ni，Ni基釬料的熔點為960~1100℃。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鮑崇高，侯書增，邢建東，高義民，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：