一种耐磨导板及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐磨导板及其制造方法，属于机械【技术领域】，它解决了现有技术中的耐磨导板耐磨性能不高的问题。本耐磨导板包括铸钢板材料制成的基体，基体外表面设有合金材料制成的耐磨层，耐磨层材料包含以下组分(重量百分比)：Fe25％～30％；Ni15％～20％；Mn0.2％～0.8％；Al0.1％～0.6％：石墨粉1.5％～2.5％；其余为Cu粉及杂质。本耐磨导板采用铜铁镍合金制成耐磨层，具有耐高温、耐磨、成本低的优点；同时在耐磨层内弥散分布有石墨粉，增加导板的自润滑性能，具备机械强度好，可长期使用无需供油的优点。
【专利说明】一种耐磨导板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械【技术领域】，涉及一种机械运动过程中的导板，特别是一种耐磨的导板。
【背景技术】
[0002]导板配合于轧机机架与轧辊轴承座之间，起导向作用。机架导板的硬度范围通常为HRC58~62，较轴承座导板硬度高4~5度。导板的硬度不仅提高材料的抗磨性能，同时也提高了材料的抗拉强度，更有效地防止由于摩擦而产生的划伤或刻痕。由于导板在工作过程中既受轴承座的滑动摩擦以及来自轴承座的冲击，又要抵抗来自高压喷水的腐蚀和气蚀影响，磨损极其严重，用单一材质已无法满足导板苛刻的使用要求。就目前国内中厚板轧机及中、宽热连轧所使用的导板来看，主要有以下四种类型:表面感应淬火导板、表面氮化导板、尼龙导板和复合导板，其中表面感应淬火导板、表面氮化导板的使用寿命一般为4个月，尼龙导板的使用寿命一般为I年，复合导板的使用寿命为2~3年，但是复合导板大多数是从国外引进，价格昂贵。目前国内提高导板性能的方法有:1、采用双金属铸造，但是为了满足高硬度和高耐磨性能的要求，在铸造时必须提高合金元素的含量，特别是贵重金属的含量，这样不但加剧了铸造工艺的复杂性，而且增加了生产成本；2、采用合金钢板表面淬火的方式来提高导板的硬度及耐磨性能，但变形问题难以控制，无法避免，且硬化层非常薄。
[0003]针对上述问题，本领域人员进行了一定的改进，如中国专利申请号200610040275.3公开的一种穿孔机导板的化学成分:C0.65 ~ 1.5%, Sil.0~3.0%，Mn< 2%, Cr28~32%，Ν?49~5 2%，W4~6.5%，其余为Fe及杂质元素。该成分体系设计的特点是Ni元素含量极高，并加入了一定量的W元素，使穿孔机导板的制造成本增加，生产厂家和用户难以接受。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种耐磨性能好的导板。
[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种耐磨导板，包括铸钢板材料制成的基体，其特征在于，所述的基体外表面设有合金材料制成的耐磨层，所述的耐磨层材料包含以下组分(重量百分比):Fe25%~30% ;Nil5%~20% ；Mn0.2%~0.8% ；A10.1%~
0.6% ;石墨粉1.5%~2.5% ;其余为Cu粉及杂质。
[0006]在上述的耐磨导板中，所述的石墨粉采用的是80目石墨。
[0007]在上述的耐磨导板中，所述的耐磨层材料包含以下组分:Cu52.45% ；Fe26.93% ；Ν?17.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉 1.78% ;其余为杂质。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种制造上述耐磨导板的方法，其包括以下步骤:a、基体退火、去油:将基体加热至500°C~600°C并维持I小时后炉内冷却；
[0009]b、铜粉打底:将球铜粉铺设于基体上送入烧结炉内烧结2小时，烧结温度920°C ；[0010]C、合金粉烧结:在上述的b步骤形成的产品上铺设制造上述耐磨层的合金粉，送入烧结炉内烧结3小时，烧结温度1010°C ；
[0011]d、回火处理:将上述c步骤形成的产品进入烧结炉内进行回火2.5小时，回火温度1015°C ；
[0012]e、压紧处理:在完成上述d步骤的回火后，待产品冷却至40°C后，利用压力对产品进行压紧，使得耐磨层更紧密的贴合；压紧力300Mpa。
[0013]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的e步骤后再进行浸油处理。石墨材料采用浸油处理后，石墨本身能吸收润滑油，在轴承运动过热后，由于石墨材料的膨胀作用，石墨会向外渗油，进一步提高耐磨导板的润滑效果。
[0014]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的b步骤与c步骤之间还设有铜粉结合度检
验工序。
[0015]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤b中产品进给速度为7.5m / h。
[0016]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤c中产品进给速度为5m / h。
[0017]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤d中产品进给速度为6m / h。
[0018]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤b中烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、800°C >920°C >920°C >920°C >900V。
[0019]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤c中烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C>850°CUOlO0CUOlO0CUOlO0CUOOO0C ο
[0020]在上述的耐磨导板制造方法中，所述的步骤d中回火时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、950°C。
[0021]与现有技术相比，本耐磨导板采用铜铁镍合金制成耐磨层，具有耐高温、耐磨、成本低的优点；同时在耐磨层内弥散分布有石墨粉，增加导板的自润滑性能，具备机械强度好，可长期使用无需供油的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本耐磨导板的剖视结构示意图；
[0023]图2是本耐磨导板制造方法的工艺流程图。
[0024]图中，1、基体；2、耐磨层。
【具体实施方式】
[0025]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0026]实施例一
[0027]如图1所示，本耐磨导板，包括铸钢板材料制成的基体1，基体外表面设有合金材料制成的耐磨层2，所述的耐磨层材料包含以下组分(重量百分比):Cu52.45% ；Fe26.93% ；Nil7.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉1.78% ;其余为杂质，所述的石墨粉为80目石墨粉。本耐磨导板采用铜铁镍合金制成耐磨层，具有耐高温、耐磨、成本低的优点；同时在耐磨层内弥散分布有石墨粉，增加导板的自润滑性能，具备机械强度好，可长期使用无需供油的优点。[0028]如图2所示为本耐磨导板的制造方法，其包括以下步骤:
[0029]a、 基体退火、去油:将基体上送入烧结炉内，温度500-600度，时间I小时，注意气体保护以防止基体氧化；
[0030]b、铜粉打底:将球铜粉铺设于基体上送入烧结炉内烧结2小时，烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、800°C、920°C、920°C、920°C、900 V，工件放置于烧结炉内的输送带上，输送带进给速度为7.5m / h;完成烧结后，检验铜粉结合度。
[0031]C、合金粉烧结:在上述的b步骤形成的产品上铺设制造上述耐磨层的合金粉，送入烧结炉内烧结3小时，烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、85o°c、ioio°c、ioio°c、ioi(rc、ioo(rc。工件放置于烧结炉内的输送带上，输送带进给速度为5m / h。完成烧结后检测产品厚度是否符合要求，若不符合要求，则通过压紧机进行压合，使耐磨层厚度控制在2.5mm以内。
[0032]d、回火处理:将上述c步骤形成的产品进入烧结炉内进行回火2.5小时，回火时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、95(TC。
工件放置于烧结炉内的输送带上，输送带进给速度为6m / h
[0033]e、压紧处理:在完成上述d步骤的回火后，待产品冷却至40°C后，利用压力对产品进行压紧，使得耐磨层更紧密的贴合；压紧力300Mpa。完成压紧后再对产品进行校平，平整度在0.3mm以内。最后产品进行浸油处理。石墨材料采用浸油处理后，石墨本身能吸收润滑油，在摩擦运动过热后，由于石墨材料的膨胀作用，石墨会向外渗油，进一步提高钢套的润滑效果。
[0034]实施例二
[0035]本实施例所提供的耐磨导板基材与实施例1相同，不同的地方在于耐磨层材料，所述的耐磨层材料包含以下组分(重量百分比):Cu52.6% ；Fe25% ；Ni20% ；Mn0.2 % ；A10.6% ;石墨粉1.5% ;其余为杂质，所述的石墨粉为80目石墨粉。
[0036]实施例三
[0037]本实施例所提供的耐磨导板基材与实施例1相同，不同的地方在于耐磨层材料，所述的耐磨层材料包含以下组分(重量百分比):Cu5L5% ；Fe30% ；Nil5% ；Mn0.8 % ；A10.1% ;石墨粉2.5% ;其余为杂质，所述的石墨粉为80目石墨粉。
[0038]下表为对本耐磨导板进行试验,其试验条件如下:样本规格20mm*20mm*20mm ;载荷800公斤,面压20Mpa、行程140mm,频率30次/分钟(线速度大于0.14m / s),经过试验后的耐磨和耐高温数据如表1所示:
[0039]从上述试验情况可以看出，耐磨层材料中NI元素的占比对本耐磨导板的耐磨性和耐高温性起到重要作用，在试验时间超过100小时后磨损量分别为0.021mm、0.016mm、
0.032_，均具备很好的耐磨损能力，适用于往复运动等启动频繁又难以形成油膜的场合，比如汽车模具的滑块和斜楔，高速精密冲床导轨、注塑机和压铸机滑脚以及一些冶金设备。
[0040]表1:各实施例耐磨性能测试数据
[0041]
【权利要求】
1.一种耐磨导板，包括铸钢板材料制成的基体，其特征在于，所述的基体外表面设有合金材料制成的耐磨层，所述的耐磨层材料包含以下组分(重量百分比):Fe25%~30% ；Nil5%~20% ；Mn0.2%~0.8% ；A10.1%~0.6% ;石墨粉 1.5%~2.5% ;其余为 Cu 粉及杂质。
2.根据权利要求1所述的耐磨导板，其特征在于，所述的耐磨层材料包含以下组分:Cu52.45% ；Fe26.93% ；Nil7.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉 1.78% ;其余为杂质。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨导板，其特征在于，所述的石墨粉采用的是80目石
O
4.一种耐磨导板的制造方法，其包括以下步骤: a、基体退火、去油:将基体上送入烧结炉内，温度500-600度，时间I小时； b、铜粉打底:将球铜粉铺设于基体上送入烧结炉内烧结2小时，球铜粉层厚度为0.3rnrn,烧结温度 920 C ； C、合金粉烧结:在上述的b步骤形成的产品上铺设制造上述耐磨层的合金粉，合金粉层厚3mm，送入烧结炉内烧结3小时，烧结温度1010°C ； d、回火处理:将上述c步骤形成的产品进入烧结炉内进行回火2.5小时，回火温度1015°C ； e、压紧处理:在完成上述d步骤的回火后，待产品冷却至40°C后，利用压力对产品进行压紧，使得耐磨层更紧密的贴合；压紧力300Mpa。
5.根据权利要求4所述的耐磨导板的制造方法，其特征在于，所述的e步骤后再进行浸油处理。`
6.根据权利要求5所述的耐磨导板的制造方法，其特征在于，所述的b步骤与c步骤之间还设有铜粉结合度检验工序。
7.根据权利要求4所述的耐磨导板的制造方法，其特征在于，所述的步骤b中烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650 V、800 V、920°C >920 V、920 V、900 V。
8.根据权利要求4所述的耐磨导板的制造方法，其特征在于，所述的步骤c中烧结时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C>850°C UOlO0C UOlO0C UOlO0C UOOO0C ο
9.根据权利要求4所述的耐磨导板的制造方法，其特征在于，所述的步骤d中回火时间等分为6个时间段，6个时间段温度分别为:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、950°C。
【文档编号】C22C9/00GK103722030SQ201310722531
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】殷明华, 倪建军, 冯永刚 申请人:嘉兴市中诚自润轴承有限公司