一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺的制作方法
【专利摘要】一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺，是选用65Mn钢作为衬板本体材料；?镶嵌的硬质合金采用YG15硬质合金块；生产工艺步骤是，硬质合金块预处理；将固定在铜板上的硬质合金镶块固定到铸型中去；将铸型进行烘干，烘干温度为150℃，保温2小时左右；冶炼及浇铸：浇铸温度控制在1390℃-1420℃之间，在铸造前将铸型进行预热，预热温度300℃，保温20分钟；热处理：按65Mn钢热处理工艺进行热处理；对衬板进行检验。本发明能有效的提高硬质合金耐磨衬板的抗冲击性、耐磨性、耐高温性，同时提高了高炉无料炉顶设备所用的耐磨衬板的使用寿命，大大减少了衬板检修次数和维护量,为高炉实现稳产高产和节约能源创造了条件。
【专利说明】一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺
【技术领域】:
[0001]本发明属于材料学科工程应用领域，利用复合技术，发明一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺。
【背景技术】:
[0002]随着冶金装备技术的发展及冶炼强度的提高，采用无料钟炉炉顶装料的高炉已在中国得到普及。而炉顶装料设备衬板损坏问题对高炉生产造成的影响日显突出。2000 m3以上大型高炉每日通过炉顶设备装入炉内的原燃料高达I万吨以上，特大型高炉每日装料量超过2万吨，高炉炉顶设备所用耐磨衬板的使用寿命已成为影响高炉生产的主要问题之
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[0003]目前使用的高炉炉顶设备所用耐磨衬板基本都是采用堆焊复合制造生产的，耐磨衬板使用寿命约10个月左右，生产消耗十分巨大，影响了高炉生产效率。
【发明内容】
:
[0004]本发明的目的就是要提供一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺，它能克服现有技术存在的以上问题。本发明的目的是这样实现的，一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺，其特征在于:
[0005]一.衬板本体材料的 选择:
[0006]材料硬度不应低于HRC50，且具有良好的韧性；根据衬板本体材料的要求，选择弹簧钢作为衬板的本体材料，弹簧钢不但具有高抗拉强度、屈服比及疲劳强度，且塑性和韧性良好；选用65Mn钢作为衬板本体材料,其化学成分如表1，力学性能如表2:
[0007]二、硬质合金材料的选择:
[0008]镶嵌的硬质合金采用YG15硬质合金块，其性能如下:
[0009]硬度:HRA87以上；
[0010]强度:2600MPa；
[0011]密度:13.95 -14.15g/cm ;3
[0012]三、生产工艺步骤:
[0013]I)、硬质合金块预处理:
[0014]第一步:将硬质合金镶块进行去应力退火；
[0015]第二步:将退火后的硬质合金镶块用稀盐酸浸洗，除去表面杂质及氧化皮，然后在酒精中漂洗干净，取出自然晾干；
[0016]第三步:采用硼砂作溶剂对硬质合金镶块进行镶铸前的预处理，再将干燥好的硬质合金块表面涂一层薄薄的硼酸，放入干燥器中待用；第四步:将以上处理好的硬质合金镶块用M3 X 15的螺栓，固定在卷制成型的厚度δ =2的铜板上；
[0017]2)、将固定在铜板上的硬质合金镶块固定到铸型中去；
[0018]3)、将铸型进行烘干，烘干温度为150°C，保温2小时左右；[0019]4)、冶炼及浇铸:浇铸温度控制在1390°C -1420°C之间，在铸造前将铸型进行预热，预热温度300°C，保温20分钟；
[0020]5)、热处理:按65Mn钢热处理工艺进行热处理；
[0021]四、衬板的检验:
[0022]对衬板进行冲击试验，用Φ 50mm钢球、在9m高度进行自由落体冲击试验,试验次数100次不变形为合格；铸造后的衬板不允许有裂纹、气孔、砂眼缺陷。
[0023]本发明根据大型高炉炉顶设备对耐磨衬板的耐磨强度的要求，采用复合技术，选择用硬质合金作为衬板的耐磨材料，它能有效的提高硬质合金耐磨衬板的抗冲击性、耐磨性、耐高温性，同时提高了高炉无料炉顶设备所用的耐磨衬板的使用寿命，大大减少了衬板检修次数和维护量，为高炉实现稳产高产和节约能源创造了条件。
【专利附图】
【附图说明】:
[0024]图1是本发明生产的产品矩形布料溜槽结构示意图；
[0025]图2是弧形衬板结构示意图中的主视图；
[0026]图3是弧形衬板结构示意图中的俯视图；
[0027]图4是方型衬板结构示意图；
[0028]图5是图4 A —A方向示意图；
[0029]图6是65Mn化学成分；
[0030]图7是65Mn力学性能；
[0031]1、弧形衬板，2、方形衬板，3、溜槽本体，1-1、弧形衬板本体，1-2、弧形硬质合金块，2-1、方形衬板本体，2-2、硬质合金块。
[0032]【具体实施方式】:下面结合附图对本发明作进一步说明；
[0033]一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺，其特征在于:
[0034]一.衬板本体材料的选择:
[0035]材料硬度不应低于HRC50，且具有良好的韧性；根据衬板本体材料的要求，选择弹簧钢作为衬板的本体材料，弹簧钢不但具有高抗拉强度、屈服比及疲劳强度，且塑性和韧性良好；选用65Mn钢作为衬板本体材料,其化学成分如表1，力学性能如表2:
[0036]二、硬质合金材料的选择:
[0037]镶嵌的硬质合金采用YG15硬质合金块，其性能如下:
[0038]硬度:HRA87以上；
[0039]强度:2600MPa；
[0040]密度:13.95 ?14.15g/cm ;3
[0041]三、生产工艺步骤:
[0042]I)、硬质合金块预处理:
[0043]第一步:将硬质合金镶块进行去应力退火；
[0044]第二步:将退火后的硬质合金镶块用稀盐酸浸洗，除去表面杂质及氧化皮，然后在酒精中漂洗干净，取出自然晾干；
[0045]第三步:采用硼砂作溶剂对硬质合金镶块进行镶铸前的预处理，再将干燥好的硬质合金块表面涂一层薄薄的硼酸，放入干燥器中待用；第四步:将以上处理好的硬质合金镶块用M3 X 15的螺栓，固定在卷制成型的厚度δ =2的铜板上；
[0046]2 )、将固定在铜板上的硬质合金镶块固定到铸型中去；
[0047]3)、将铸型进行烘干，烘干温度为150°C，保温2小时左右；
[0048]4)、冶炼及浇铸:浇铸温度控制在1390°C _1420°C之间，在铸造前将铸型进行预热，预热温度300°C，保温20分钟；
[0049]5)、热处理:按65Mn钢热处理工艺进行热处理；
[0050]四、衬板的检验:
[0051]对衬板进行冲击试验，用Φ 50mm钢球、在9m高度进行自由落体冲击试验,试验次数100次不变形为合格；铸造后的衬板不允许有裂纹、气孔、砂眼缺陷。具体实施时，如图2所示，采用65Mn钢作为弧形衬板本体材料,弧形衬板外圈半径为R=535 mm,厚δ =45 mm,弧形硬质合金块外圈半径为R=500 mm,厚δ =10 mm,两弧形硬质合金块中心线之间的夹角为a=6.5° ;按以上制造工艺镶铸在衬板本体上，如图3所示，并用4根M10X15螺栓均布，将硬质合金块锁紧在衬板本体上。如图4所示，采用65Mn钢作为方形衬板本体材料，方形衬板本体总长625_、宽400_、高40 mm;硬质合金块长400 mm、宽400 mm、高10 mm,按以上制造工艺镶铸在衬板本体上，如图5所示，在硬质合金块表面上，用4根M20X22螺栓均布锁紧在衬板本体上。
【权利要求】
1.一种镶铸硬质合金耐磨衬板生产制造工艺，其特征在于: 一、衬板本体材料的选择: 材料硬度不应低于HRC50，且具有良好的韧性；根据衬板本体材料的要求，选择弹簧钢作为衬板的本体材料，弹簧钢不但具有高抗拉强度、屈服比及疲劳强度，且塑性和韧性良好；选用65Mn钢作为衬板本体材料,其化学成分如表1，力学性能如表2: 二、硬质合金材料的选择: 镶嵌的硬质合金采用YG15硬质合金块，其性能如下: 硬度:HRA87以上； 强度:2600MPa ；
密度:13.95 -14.15g/cm ;3 三、生产工艺步骤: 1)、硬质合金块预处理: 第一步:将硬质合金镶块进行去应力退火； 第二步:将退火后的硬质合金镶块用稀盐酸浸洗，除去表面杂质及氧化皮，然后在酒精中漂洗干净，取出自然晾干； 第三步:采用硼砂作溶剂对硬质合金镶块进行镶铸前的预处理，再将干燥好的硬质合金块表面涂一层薄薄的硼酸，放入干燥器中待用； 第四步:将以上处理好的硬质合金镶块用M3X 15的螺栓，固定在卷制成型的厚度δ=2的铜板上； 2)、将固定在铜板上的硬质合金镶块固定到铸型中去； 3)、将铸型进行烘干，烘干温度为150°C，保温2小时左右； 4)、冶炼及浇铸:浇铸温度控制在1390°C-1420°C之间，在铸造前将铸型进行预热，预热温度300°C，保温20分钟； 5)、热处理:按65Mn钢热处理工艺进行热处理； 四、衬板的检验: 对衬板进行冲击试验，用Φ 50mm钢球、在9m高度进行自由落体冲击试验,试验次数100次不变形为合格；铸造后的衬板不允许有裂纹、气孔、砂眼缺陷。
【文档编号】B22D19/00GK103447503SQ201210179005
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】姚圣高, 沈仁才, 王猛 申请人:江苏耐尔冶电集团有限公司, 北京首钢机电有限公司机械厂