一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及耐磨板材,具體說是一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其按以下步驟進(jìn)行:取3mm厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和10mm厚的普碳鋼板,分別裁切成等長、等寬的形狀,再進(jìn)行酸洗、脫脂、機(jī)械打磨;將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱后,采用軋機(jī)進(jìn)行熱軋,得到復(fù)合耐磨鋼板。由于普碳鋼板整體性能優(yōu)異,強(qiáng)度、塑形、焊接等性能較高,其成本較低;而高強(qiáng)度耐磨鋼板具有高淬透性、高韌性,且具有優(yōu)良的低溫韌性、抗裂性能和焊接性能;因此本發(fā)明將普碳鋼板和高強(qiáng)度耐磨鋼板熱軋復(fù)合,復(fù)合采用三道次壓下,可獲得成本較低,各方面性能優(yōu)異的板材。
【專利說明】
一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及耐磨鋼板,具體說是一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬基復(fù)合板材的出現(xiàn)和發(fā)展,大大地改善及拓展了傳統(tǒng)單一金屬材料的性能及使用范圍。金屬基復(fù)合板材比傳統(tǒng)的單一金屬材料有更高的比張度、比剛度和比強(qiáng)度等;其是以一種金屬作為基材,以另一種不同物理、化學(xué)性能的材料作為復(fù)材,并利用復(fù)合技術(shù)將其進(jìn)行結(jié)合的一種新型復(fù)合板材。這對(duì)于我國缺乏鎳、鉻資源的國家來說有著重大意義和社會(huì)效益。
[0003]隨著冶金、化工等經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,如礦山機(jī)械、煤炭采運(yùn)、石油化工、建材裝飾、船舶工程等對(duì)耐磨材料復(fù)合板的需求倍增,如礦山機(jī)械用軌道、煤炭采用選煤機(jī)械、石油天然氣輸送管道及船體、結(jié)構(gòu)件等。但現(xiàn)有的復(fù)合鋼板由于存在工藝和選材的缺陷,導(dǎo)致耐磨性、耐蝕性、強(qiáng)度等不夠理想。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種強(qiáng)度較高、耐磨性較好的復(fù)合耐磨鋼板的制備方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其按以下步驟進(jìn)行:
(1)取3_厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,分別裁切成等長、等寬的形狀;
(2)分別對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂;
(3)然后分別對(duì)脫脂后的鋼板的表面進(jìn)行機(jī)械打磨;
(4)將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;
(5)將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱后,采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,得到復(fù)合耐磨鋼板。
[0006]作為優(yōu)選,所述普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C: 0.1 —0.2%、S1:0.15—0.35%、Mn: 0.5—I.4%、P:彡 0.04%、S:彡 0.04%,余量為Fe。
[0007]作為優(yōu)選,所述高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.25—0.45%、S1:0.5—1.5%、Mn:0.5—1.0%、Cr:1.0—2.0%、T1:1.0—2.0%、B:1.0—1.5%、Mo:0.1—0.3%、S:<0.04%、P:彡 0.04%,余量為Fe。
[0008]作為優(yōu)選,在加熱爐內(nèi)加熱至鋼板的奧氏體化溫度后,保溫30min。
[0009]作為優(yōu)選,熱乳的溫度為1100—1200°C。
[0010]作為優(yōu)選,熱乳采用三道次壓下,總壓下率為70%。
[0011]作為優(yōu)選,第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%。
[0012]由于普碳鋼板整體性能優(yōu)異,強(qiáng)度、塑形、焊接等性能較高,其成本較低;而高強(qiáng)度耐磨鋼板具有高淬透性、高韌性,且具有優(yōu)良的低溫韌性、抗裂性能和焊接性能;因此本發(fā)明將普碳鋼板和高強(qiáng)度耐磨鋼板熱乳復(fù)合,復(fù)合采用三道次壓下,可獲得成本較低,各方面性能優(yōu)異的板材。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將詳細(xì)說明本發(fā)明,在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明,但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0014]—種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其按以下步驟進(jìn)行:
首先取3mm厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,分別裁切成等長、等寬的形狀;對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂,防止熱乳時(shí)帶入雜質(zhì),降低結(jié)合率;然后分別對(duì)脫脂后的鋼板的表面進(jìn)行機(jī)械打磨,直至完全露出新鮮金屬,可提高熱乳的結(jié)合率。
[0015]然后將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;再將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱后,采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,得到復(fù)合耐磨鋼板;在加熱爐內(nèi)加熱至鋼板的奧氏體化溫度后,保溫30111丨11,有利于熱乳;熱乳的溫度為1100—1200°(:,并采用三道次壓下,總壓下率為70%;第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%,從而大大提高結(jié)合強(qiáng)度。
[0016]本發(fā)明中普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C: 0.1—0.2%、S1: 0.15—0.35%、Mn:0.5—1.4%、P:彡0.04%、S:彡0.04%,余量為Fe ;高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.25—0.45%、S1: 0.5—1.5%、Mn: 0.5—1.0%、Cr: I.0—2.0%、Ti: I.0—2.0%、B:1.0—1.5%、Mo: 0.1—0.3%、S:彡0.04%、P:彡0.04%,余量為Fe。
[0017]本發(fā)明中鉻Cr可與C反應(yīng)形成Cr6CXr7C3和Cr23C6等碳化物,但由于鉻的碳化物顯微硬度低,且其形貌由于呈長條形而導(dǎo)致其韌性較差,在基體組織凝固過程中優(yōu)先形成;因此,本發(fā)明中Cr元素的加入量較少,少量的Cr還可以使其固溶于奧氏體中,主要起提高基體的淬硬性和淬透性作用。
[0018]硼B(yǎng)是Fe2B顆粒的主要形成元素,容易在鋼液凝固過程中與Fe元素反應(yīng)形成大量呈現(xiàn)網(wǎng)狀的Fe2B顆粒,分布在高硼耐磨合金材料中起到耐磨骨架作用。
[0019]絡(luò)Cr和鉬Mo,通過添加Cr和Mo可起到穩(wěn)定Fe2B的作用,Cr能降低Fe2B相本質(zhì)脆性;Cr也可與C反應(yīng)形成Cr6C、Cr7C3和Cr23C6等碳化物,但由于Cr元素加入量較少,只能固溶于奧氏體中,主要提高基體的淬硬性和淬透性以及起到穩(wěn)定Fe2B的作用。Mo也能形成M02C碳化物,但由于加入量很少,只能夠固溶于基體中。因此,基體中加入Cr和Mo能起到穩(wěn)定Fe2B的作用。
[0020]鈦Ti是強(qiáng)碳化物形成元素,與鋼液中的C元素反應(yīng)形成大量細(xì)小、彌散分布的TiC質(zhì)點(diǎn),可以細(xì)化奧氏體枝晶,改善共晶碳化物的形態(tài)與分布。故在成分設(shè)計(jì)中,直接將Ti含量控制在1.0-2.0%,直接將合金加入鋼液中,以便易于熔化,通過所采用的中頻感應(yīng)熔煉爐電磁場攪拌作用使其產(chǎn)生大量相對(duì)均勻的TiC質(zhì)點(diǎn)。但是,鋼液中Ti元素含量過少或過多都不利于達(dá)到實(shí)際效果,過少則不利于使基體產(chǎn)生足夠多的結(jié)晶核心質(zhì)點(diǎn)和共晶碳化物來細(xì)化碳化物,過多則使鋼液的流動(dòng)性和充型能力降低,不利于提高工件致密性,對(duì)耐磨性能有負(fù)面影響,所以在其成分設(shè)計(jì)中控制其上限為2.0%。
[0021]實(shí)施例1
取3mm厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.1%、S1: 0.15%,Mn: I.4%、P: 0.04%、S: 0.04%,余量為Fe,高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C: 0.25%、S1: 0.5%、Mn:1.0%、Cr: 2.0%、T1:1.0%、B:1.0%、Mo: 0.3%、S: 0.03%、P: 0.03%,
余量為Fe;再將兩鋼板分別裁切成等長、等寬的形狀;然后對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂,再進(jìn)行機(jī)械打磨,直至完全露出新鮮金屬;接著將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;再將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱至奧氏體化溫度后,保溫30min;然后采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,熱乳的溫度為1100°C,并采用三道次壓下,第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%,總壓下率為70%,最后得到復(fù)合耐磨鋼板,測試得到屈服強(qiáng)度為455MPa,抗拉強(qiáng)度為637MPa,伸長率為18%,界面結(jié)合率為99.1%,結(jié)合強(qiáng)度為756 MPa。
[0022]實(shí)施例2
取3mm厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.15%、S1: 0.25%、Mn: 1%、P: 0.03%、S: 0.03%,余量為Fe,高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C: 0.3%、S1: 1%、Μη: 0.8%、Cr:1.5%、T1:1.5%、B:1.3%、Mo: 0.2%、S: 0.04%、P: 0.04%,余量為Fe;再將兩鋼板分別裁切成等長、等寬的形狀;然后對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂,再進(jìn)行機(jī)械打磨,直至完全露出新鮮金屬;接著將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;再將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱至奧氏體化溫度后,保溫30min ;然后采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,熱乳的溫度為1200°C,并采用三道次壓下,第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%,總壓下率為70%,最后得到復(fù)合耐磨鋼板,測試得到屈服強(qiáng)度為532MPa,抗拉強(qiáng)度為682MPa,伸長率為20.1%,界面結(jié)合率為99.9%,結(jié)合強(qiáng)度為803 MPa。
[0023]實(shí)施例3
取3mm厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:
0.2%、S1: 0.35%,Mn: 0.5%、P: 0.02%、S: 0.02%,余量為Fe,高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.45%^Si:I.5%、Mn:0.5%、Cr:I.0%、Ti:2.0%、B:1.5%、Mo:0.1%、S:0.02%、P:0.02%,余量為Fe;再將兩鋼板分別裁切成等長、等寬的形狀;然后對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫月旨,再進(jìn)行機(jī)械打磨,直至完全露出新鮮金屬;接著將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體;再將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱至奧氏體化溫度后,保溫30min;然后采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,熱乳的溫度為1200°C,并采用三道次壓下,第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%,總壓下率為70%,最后得到復(fù)合耐磨鋼板,測試得到屈服強(qiáng)度為503MPa,抗拉強(qiáng)度為602MPa,伸長率為19%,界面結(jié)合率為99.6%,結(jié)合強(qiáng)度為783 MPa。
[0024]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例,在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其按以下步驟進(jìn)行: (1)取3_厚的高強(qiáng)度耐磨鋼板和1mm厚的普碳鋼板,分別裁切成等長、等寬的形狀; (2)分別對(duì)上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂; (3)然后分別對(duì)脫脂后的鋼板的表面進(jìn)行機(jī)械打磨; (4)將打磨后的兩鋼板疊合并夾緊,再將四周焊接在一起,得到復(fù)合坯體; (5 )將復(fù)合坯體放入加熱爐中加熱后,采用乳機(jī)進(jìn)行熱乳,得到復(fù)合耐磨鋼板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:所述普碳鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C: 0.I—0.2%、S1: 0.15—0.35%^Mn: 0.5—1.4%、P:彡0.04%、S:彡0.04%,余量為Fe03.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:所述高強(qiáng)度耐磨鋼板成分的質(zhì)量百分比為,C:0.25—0.45%、S1:0.5—I.5%、Μη:0.5—1.0%、Cr: 1.0—2.0%、T1:1.0—2.0%、B:1.0—1.5%、Mo:0.1—0.3%、S:彡0.04%、P: ^0.04%,余量為Fe。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:在加熱爐內(nèi)加熱至鋼板的奧氏體化溫度后,保溫30min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:熱乳的溫度為1100—1200。。。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:熱乳采用三道次壓下,總壓下率為70%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合耐磨鋼板的制備方法,其特征在于:第一道次壓下率為30%,第二次道次壓下率為30%,第三次道次壓下率為10%。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK105908094SQ201610254473
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】黎超英, 吳沛榮
【申請(qǐng)人】柳州凱通新材料科技有限公司