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。這對于我國缺乏鎳、鉻資源的國家來說有著重大意義和社會效益。
[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)分別對上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂；
(3)然后分別對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；對上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂，防止熱乳時帶入雜質(zhì)，降低結(jié)合率;然后分別對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性和充型能力降低，不利于提高工件致密性，對耐磨性能有負(fù)面影響，所以在其成分設(shè)計中控制其上限為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)用了具體個例對本發(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，對于本領(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)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(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)分別對上述兩鋼板的表面進(jìn)行酸洗和脫脂； (3)然后分別對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】C22C38/12GK105908094SQ201610254473
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】黎超英, 吳沛榮
【申請人】柳州凱通新材料科技有限公司