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耐磨板材的发展历程和性能比较
作者:    发布于:2016-05-21 11:10:57    文字:【】【】【

耐磨板材的发展历程和性能比较

耐磨板材的发展历程

1、调质钢

早期,人们将调质钢大量应用于物料输送场合。普通碳素结构钢经过淬火、回火工艺,可以获得调质钢。碳是结构钢的主要强化元素,通常普通碳素结构钢淬透性较差,通过淬火工艺只能使金属表层淬硬,而金属的心部仍然较软,旦外表硬层被磨损,心部金属磨损速率将加快,因而一般难以获得高寿命。

2、耐磨钢

随着研究的深入,冶金工作者开始通过在普通碳素结构钢基础上添加某些合金元素来提高钢质材料的耐磨性能,并配合热处理工艺提高其塑形和抗冲击性能,人们习惯称这种钢材为耐磨钢。耐磨钢可以在中等冲击和磨损条件下使用。在耐磨材料的发展进程中,耐磨钢曾经占有重要地位,直至今天,国内、外仍在大量应用。但耐磨钢的耐磨性能指标仍不能满足人们对使用寿命的更高追求。

3、铸造白口铁(高铬铸铁)

通过大量填加合金元素的高合金化过程,人们研制成功一种具有更高耐磨性能的铸造高铬白口铁,它的耐磨性要比耐磨钢高得多,因此近年来得到了广泛的应用。然而,高铬白口铁在使用上也有局限性:

1)由于受到铸造模具等工艺因素的限制,铸造白口铁很难完全按照用户的使用要求制成任意精度和形状的部件。

2)抗冲击能力差,容易碎裂。   3)不可焊接。

                  

4、镶嵌陶瓷衬块

在追求更高耐磨性能的道路上,人们想到了镶嵌陶瓷、喷镀陶瓷及等离子渗注陶瓷等制作工艺,目前应用最广的是镶嵌陶瓷衬块。陶瓷衬块可以含有一定成分的碳化硅、氧化铝以及金属合金,通常由模具成型然后烧制而成,陶瓷材料是当今最耐磨的材料之一,同时具有良好的耐热性。但镶嵌陶瓷衬块技术也有其难以克服的局限性:

1)由于受到模具的限制,难以制成较复杂的形状。

2)国内镶嵌技术还不成熟。

                     3)抗冲击能力较差。   4)不可焊接。

5、双金属复层耐磨钢板(明弧自动焊堆焊钢板)

在大量调查研究并实践的基础上,人们发现,市场需要这样一种产品:它应同时具有耐磨钢的塑性、可焊性和铸造高铬白口铁的耐磨性。通过试验,以低碳钢板为母材,表面堆焊高性能的高锰、高铬合金可以制成具有期望性能的耐磨板材材料,即双金属复合耐磨钢板。根据磨损条件,通过调整堆焊层合金的含量和成分,可以生产出具有抗高冲击或高耐磨性能的双金属复耐磨钢板。双金属复耐磨钢板的耐磨性能指标一般高于铸造高铬白口铁,这是因为,高铬白口铁在铸造状态下生产,必须同时考虑韧性、塑形指标,通常采用亚共晶组织,耐磨性不高;而双金属复耐磨钢板由母材提供强度、韧性和塑形等抵抗外力的性能指标,表面层只用来提供耐磨性能,可以采用耐磨性能极高的过共晶组织。

双金属复耐磨钢板可以被弯曲成型,其最小曲率半径大约可以做到≥200mm。生产工艺对双金属复耐磨钢板的性能影响较大,一些双金属复耐磨钢板制品表面会产生并保留一些不规则的裂缝。

双金属复耐磨钢板最早是由法国Tapco国际公司在80年代初研制成功的,采用外送粉埋弧自动堆焊(Bulkwelding)工艺制造。80年代中期,世界上开始相继出现了一些著名品牌,如:澳大利亚的“Vidaplate”、美国的“OPS-T200X”、 德国的“VAUTID”等,并迅速在全世界工业领域推广开来。


一、耐磨钢板表面为什么有焊接裂纹

1形成原因:释放焊接应力

2裂纹规格:一般间隔(0-15mm就有一道致密的横向裂纹)

3没有裂纹:不是高铬合金,不具备耐磨性能

4间隔小:应力释放不够,导致堆焊合金层的剥落

5间隔或者裂纹过大:影响合金耐磨性能,可导致耐磨层剥落

6裂纹检验标准:100×100mm的范围内大的横向裂纹数量范围8-10道

二、双金属复耐磨钢板的选择

因为实际磨损工况极其复杂,一般使用工况都是几种磨损因素的交互作用,所以在决定选用某种材料进行堆焊操作之前,应充分了解使用工况,加以综合分析,分清主要磨损因素和次要磨损因素,然后决定选用哪种材料。选材的基本原则是重点针对主要磨损因素,兼顾次要磨损因素。

以下各项是在决定选材前必须加以认真了解的:

1)基本工况条件

a. 判断主要磨损形式:磨粒磨损、冲击磨损、冲蚀磨损、高温磨损等;

b. 磨粒种类、尺寸、形状、硬度、湿度、浓度;

c. 磨粒的投入角度、落差;

d. 磨粒相对工件的运动速度;

e. 磨粒与工件的作用时间或过料量大小;

f. 是否存在压力、冲击

g. 环境温度或介质情况

2)原始情况

a. 原来使用的材料

b. 原来的使用寿命

3)用户要求

a. 期望的使用寿命

b. 其他要求

4)选材原则

a. 优质原则:所选材料应满足具体工况的使用要求

b. 经济原则:选材前应做经济分析,然后提出选材方案,尽可能做到低成本、高寿命。也就是说,要充分注意为用户省钱。

5)细心观察、不断总结

细心观察使用工况,提高对工况及磨损形式的判断能力。

不断总结选材心得,积累选材经验,提高选材的正确率。

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