專利名稱：一種復(fù)合耐磨桿件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種復(fù)合材料，尤其涉及一種復(fù)合耐磨桿件。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外廣泛采用篩分設(shè)備對物料進行分級，或者通過篩分去除物料中的大、 小雜質(zhì)，如振動篩就是常見的一種篩分設(shè)備。振動篩的篩板是消耗量比較大的備件。采用 桿件材料制作篩板是一種簡單、高生產(chǎn)效率的方法，這種形式的篩板用量日益增加。桿件材 料的長度遠大于其他兩個方向的尺寸，桿件的形狀和尺寸可由桿件的橫截面和軸線兩個主 要幾何元素來描述。橫截面是指與桿長方向垂直的截面，而軸線是各橫截面中心的連線，橫 截面與桿軸線互相垂直。軸線為直線、橫截面相同的桿稱為等直桿。采用焊接或機械連接 方法將桿件材料，按一定的間隙固定在框架上制成篩板，間隙的大小根據(jù)所需篩分物料的 粒度確定。目前使用的桿件材料為均質(zhì)、性能單一的普通材料(如合金鋼)，不是復(fù)合材料，其 硬度提高，韌性和塑性往往就難以滿足要求。如高溫工況下工作篩板的常用材料為CrMnN 鋼(ZG30Crl8Mnl2Si2N)，其硬度較低(HRC25左右)，耐磨性能較差，使用壽命短。中國實用 新型專利ZL03114581. 7“多元高鉻耐磨鑄鐵篩板及其制造方法”，公開了一種多元高鉻耐磨 鑄鐵篩板，硬度達到了 HRC55飛0，耐磨性優(yōu)良，盡管通過變質(zhì)處理提高了韌性，但其韌性還 是比較低，難以承受物料的強烈沖擊。對物料沖擊較大的工況，國內(nèi)開發(fā)了高錳鋼篩板，這 種篩板只有沖擊載荷使表面硬化后，才能具有較好的耐磨性能。上述篩板采用鑄造方法生 產(chǎn)，篩板整體是同一種均質(zhì)材料。另外，均質(zhì)材料的篩板，如果合金系統(tǒng)比較復(fù)雜，含有貴重 的Ni、Mo、W、Nb等合金元素時，成本較高。篩板既耐磨、耐沖擊，成本又低廉是人們追求的 目標(biāo)。在低碳鋼盤條上穿上圓柱狀陶瓷套，并用粘接劑粘接制成桿件狀材料，利用了陶瓷的 高抗磨性、低碳鋼價格低廉的優(yōu)勢，但陶瓷套在使用過程中很容易因沖擊破損，壽命提高有 限。中國專利CN85108954公開了一種具有耐磨堆焊層金屬篩板的制作方法，其特征 是先在鋼板上加工好篩孔，然后用鑄造造型材料配以39Γ5%的水玻璃制成的耐高溫非金屬 膏將篩孔填平，再用電弧或等離子弧將耐磨合金堆焊在帶孔鋼板表面上，這種篩板韌性較 好，但篩孔四周易磨損，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低，難以大規(guī)模生產(chǎn)。振動篩應(yīng)用于各種工況，如燒結(jié)機振動篩工作于高溫，所處理的燒結(jié)礦溫度高達 78(T850°C，主要用于對燒結(jié)礦的分級和篩除燒結(jié)礦中小于5mm的粉末，以滿足高爐生產(chǎn)對 其粒度的要求，篩板是振動篩的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接影響整個燒結(jié)作業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)率及 燒結(jié)礦的篩分效果。高溫下工作的篩板因高溫氧化、高溫蠕變斷裂、熱沖擊疲勞和高溫磨損 等而失效。隨著篩分設(shè)備使用工況的日益苛刻，如磨損、腐蝕、高溫、沖擊載荷等，對低成本、 高壽命、高生產(chǎn)效率、抗磨損的篩板需求也更加迫切，而桿件材料是制造篩板的關(guān)鍵原材 料，設(shè)計新的桿件材料對于提高篩板的質(zhì)量、制造適于各種工況的篩板具有重要意義。應(yīng)該指出的是，這種復(fù)合耐磨桿件并不僅限于制造篩板，也可以用于其他領(lǐng)域。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種復(fù)合耐磨桿件，它成本較低， 加工方便，耐磨性好，可制作用于各種工況的篩板，也可用于其他領(lǐng)域。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種復(fù)合耐磨桿件，它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長度方向設(shè)置 的耐磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；芯部金屬桿的橫截面面積為3mnT3000mm2，耐磨合金 層的厚度為lmnTlOmm。所述桿件為低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼中的任意一種。所述桿件的橫截面的幾何形狀為圓形或多邊形。所述耐磨合金層為普通低中合金鋼耐磨合金或鐵素體及馬氏體不銹鋼耐磨合金 或高鉻鋼耐磨合金。本實用新型實施具有如下明顯效果(1)耐磨桿件復(fù)合材料的芯部采用低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼之一，保證了 耐磨桿件復(fù)合材料具有良好的韌性和塑性，可用于承受沖擊載荷的工況。(2)耐磨桿件復(fù)合材料所用桿件狀鋼材表面耐磨層的厚度可以在Imm到IOmm之間 靈活調(diào)整，以滿足耐磨件使用壽命的要求，且桿件狀鋼材與其周圍的耐磨合金之間為冶金 結(jié)合，結(jié)合強度高，不脫落，壽命長。(3)耐磨桿件復(fù)合材料的耐磨合金可以設(shè)計成不同的合金系，能夠適用于磨料磨 損、金屬間磨損、腐蝕、高溫磨損、沖擊載荷磨損等各種工況，用其制造的篩分設(shè)備適用面更(4)耐磨桿件復(fù)合材料生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備投資少，可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。
圖1為本實用新型的一種復(fù)合耐磨桿件的剖面示意圖。其中，1金屬桿件，2耐磨合金層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。圖1中，一種復(fù)合耐磨桿件由芯部的金屬桿件1和其周圍的沿金屬桿件1長度方 向(縱向)分布的耐磨合金層2組成，兩者之間為冶金結(jié)合。金屬桿件1的材質(zhì)為任意金屬材 料，優(yōu)選低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼之一，金屬桿件1的橫截面面積為3mm，3000mm2， 橫截面的幾何形狀為圓形或者多邊形，多邊形為三角形、四邊形、六邊形或八邊形，橫截面 的幾何形狀優(yōu)選圓形。金屬桿件1優(yōu)選橫截面與軸線垂直的等直桿。耐磨合金層2的厚度 為lmnTlOmm。復(fù)合耐磨桿件的長度根據(jù)需要可以任意確定，在整個復(fù)合耐磨桿件縱向長度 方向均覆蓋有耐磨合金層2。耐磨合金層2的材質(zhì)根據(jù)使用工況確定，選用以下4種耐磨合1)普通低中合金鋼耐磨合金，其各成分質(zhì)量百分比為C 0. 069Π). 8%、Mn0. 4% 2. 0%、Si 0. 2% 1· 0%、Cr 0. 1% 4. 0%、Mo (Tl. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為
Fe ；或2)鐵素體及馬氏體不銹鋼耐磨合金，其各成分質(zhì)量百分比為C 0. 019Γ0. 8%、 Mn 0. 5% 2. 5%、Si 0. 15% 1. 0%、Cr 11. 5% 15. 0%、Ni 0 6. 5%、Mo 0 2. 5%、N 0 0. 2%、W (Tl. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為 Fe ；或3)高鉻合金鑄鐵耐磨合金，其各成質(zhì)量百分比為C2. 19Γ7. 0%、MnO. 39Tl. 5%、 Si 0. 3% 1· 8%、Cr 15. 0% 35· 0%、Ni 0 5· 0%、Mo 0 8· 5%、W 0% 10· 0%、B 0 3· 0%、V
0.2 4. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為 Fe ；或4)高鉻鋼耐磨合金，其各成質(zhì)量百分比為=C 0. 1% 0. 9%、Si 0. 15% 1. 2%、Cr為 9. 0% 18. 0%、Ni不超過6. 5%、Mo不超過3. 0%、W不超過2. 8%、Nb不超過0. 8%、B不超過
1.8%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為 Fe ；上述1) 4)所列的四種耐磨合金除了以上要求的合金元素之外，允許含有一定 量的作為雜質(zhì)存在的其他合金元素，其含量以不影響耐磨合金的性能為原則。實施例1 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為低合金鋼Q345，橫截面的幾何形狀為直徑 18mm的圓形，耐磨合金層2為高鉻合金鑄鐵，厚度為4mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計為 (質(zhì)量 ％):3· 5C、24. OCr,0. 25Β、0· 7Μη、0· 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035,P 小于 0. 035，余為 Fe。該 復(fù)合耐磨桿件可用于篩分燒結(jié)礦等具有磨料磨損的材料。實施例2 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為Q235低碳鋼，橫截面的幾何形狀為直徑 6. 5mm的圓形，耐磨合金層2為高鉻合金鑄鐵，厚度為2mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計為 (質(zhì)量 ％) :3. 8C、22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035，余為 Fe。實施例3:一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為Q215低碳鋼，橫截面幾何形狀為直徑8. Omm 的圓形，耐磨合金層2為普通低中合金鋼耐磨合金，厚度為3mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè) 計為(質(zhì)量 ％) :0. 75C、1. OSiU. 8Μη、3· 5Cr、S 小于 0. 025、P 小于 0. 035，余為 Fe。實施例4 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為45號鋼，橫截面的幾何形狀為直徑10. Omm 的圓形，耐磨合金層2為馬氏體不銹鋼耐磨合金，厚度為6mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計 為(質(zhì)量 ％):0. 2C、0. 6Si、2. OMnU3. 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02,P 小于 0. 025，余
為Fe。實施例5 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部為50號圓鋼，橫截面的幾何形狀為直徑45. Omm的圓形， 耐磨合金層2為高鉻鋼耐磨合金，厚度為10mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計為(質(zhì)量％) 0. 6C、16. OCr,5. ONi,2. 5Mo、2. 0W、S 小于 0. 02、P 小于 0. 025，余為 Fe。實施例6 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為低合金鋼Q345，橫截面的幾何形狀為直徑 18mm的圓形，耐磨合金層2為高鉻合金鑄鐵，厚度為4mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計為 (質(zhì)量 ％):3· 5C、24. OCr,0. 25Β、0· 7Μη、0· 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035,P 小于 0. 035，余為 Fe。該復(fù)合耐磨桿件可用于篩分燒結(jié)礦等具有磨料磨損的材料。實施例7 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為Q235低碳鋼，橫截面的幾何形狀為直徑 6. 5mm的圓形，耐磨合金層2為高鉻合金鑄鐵，厚度為2mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計為 (質(zhì)量 ％) :3. 8C、22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035，余為 Fe。實施例8:一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為Q215低碳鋼，橫截面幾何形狀為直徑8. Omm 的圓形，耐磨合金層2為普通低中合金鋼耐磨合金，厚度為3mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè) 計為(質(zhì)量 ％) :0. 75C、1. OSiU. 8Μη、3· 5Cr、S 小于 0. 025、P 小于 0. 035，余為 Fe。實施例9 一種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為45號鋼，橫截面的幾何形狀為直徑10. Omm 的圓形，耐磨合金層2為馬氏體不銹鋼耐磨合金，厚度為6mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè)計 為(質(zhì)量 ％):0. 2C、0. 6Si、2. OMnU3. 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02,P 小于 0. 025，余
為Fe。實施例10 —種復(fù)合耐磨桿件，芯部金屬桿件1為50號圓鋼，橫截面的幾何形狀為直徑 45. Omm的圓形，耐磨合金層2為高鉻鋼耐磨合金，厚度為10mm，耐磨合金層2的合金成分設(shè) 計為(質(zhì)量 ％) :0. 6C、16. OCr,5. ONi,2. 5Μο、2· 0W、S 小于 0. 02、P 小于 0. 025，余為 Fe。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合耐磨桿件，其特征是，它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長度方向 設(shè)置的耐磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；芯部金屬桿的橫截面面積為3mnT3000mm2，耐磨 合金層的厚度為lmnTlOmm。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨桿件，其特征是，所述桿件為低碳鋼、低合金鋼、耐熱 鋼、不銹鋼中的任意一種，桿件的橫截面的幾何形狀為圓形或多邊形。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨桿件，其特征是，所述耐磨合金層為普通低中合金鋼 耐磨合金或鐵素體及馬氏體不銹鋼耐磨合金或高鉻合金鑄鐵耐磨合金或高鉻鋼耐磨合金。
專利摘要本實用新型涉及一種復(fù)合耐磨桿件，它成本較低，加工方便，耐磨性好，可制作用于各種工況的篩板，也可用于其他領(lǐng)域。它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長度方向設(shè)置的耐磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；芯部金屬桿的橫截面面積為3mm2~3000mm2，耐磨合金層的厚度為1mm~10mm。
文檔編號B32B15/18GK201863425SQ201020585000
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者孫俊生, 孫逸群, 李夢實 申請人:山東大學(xué)