一种轧机进口导卫用耐磨衬板的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及耐磨衬板制备领域，尤其设及一种轴机进口导卫用耐磨衬板的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 进口导卫是指在线、椿材轴制过程中，安装在轴机的轴漉孔型或漉环孔型前，按既 定的方向和状态引导轴件进入孔型的导卫装置。进口导卫装置包括导卫梁、导卫盒、底座、 导入件（包括进口导板、入口管和卿趴口等）、保持架、支座等部分。在进口导卫装置中，进 口导板是轴件进入的关键控制件之一，其安装在其使用寿命直接影响轴机的生产效率。
[0003] 导板工作时，与高温轴件接触并做相对高速运动，高温氧化磨损和疲劳剥落是主 要的失效形式。根据我国黑色冶金行业标准"线材和椿材轴机导卫装置"(YB/T4172-2008) 的要求，导板应耐高温、耐磨损、耐冲击。结合实际工况，进口导卫装置往往配有喷淋系统W 降低轴件表面的温度；作业时，导板及椿、线材在水中工作，伴随产生大量高温的水蒸气，较 高温度的水蒸气与空气中的氧结合，还会对导板具有强烈的诱蚀作用。因此，导板应该具有 良好的抗高温氧化及腐蚀性能、耐磨损性能和良好的初性W满足抗冲击的要求。
[0004] 为了进口导板的使用寿命，业界和科研人员进行了大量的研究工作，现行的普遍 做法是在进口导板的易磨损部位安装可单独进行更换的耐磨衬板，使得维修便捷，降低了 进口导板的更换频率，也有利于保证轴件运行的稳定性和可靠性。现有的耐磨衬板主要 有两类；一类采用锻造40化调质钢，其化学成分如下（质量分数，％) :C-一0. 37-0. 44. Si--0. 17-0. 37.Mn--0. 50~0. 80、Cr--0. 80~1. 10、Ni--《0. 30、P--《0. 035、 S--《0. 035、化一一《0. 030)，该类耐磨衬板普遍具有较高的抗冲击性能，但抗高温氧 化的性能W及耐磨性均较差；另一类采用冷作磨具钢&12MoV，其化学成分如下（质量分 数，％) ;C--1. 45 ~1. 70、Si--《0. 4、Mn--《0. 5、P--《0. 03、S--《0. 03、 Cr--11~12. 5、Mo--0. 4~0.6、V--0. 15~0. 30)，并加W泽火加低温回火的热处理 方式，该类耐磨衬板具有较高的抗高温氧化、耐磨性和尺寸稳定性等优点，但其初性较差， 容易产生脆性断裂。因此，开发新型耐磨衬板成为进口导板制备和研究领域的主攻方向。
[0005] 新型耐磨衬板的开发主要有两个方向：一是使用新材料替换原先的基体材料 40&或&12MoV。采用该种方法需要对现有的耐磨衬板制备工艺进行全面的改造，经济成 本高，且生产线更换周期长；另一种则是对传统耐磨衬板材料40化或化12MoV进行表面改 性，该种方法可W保持现有耐磨衬板制备工艺不变，仅仅增加表面改性步骤，需投入的成本 比较低，且不需要对现有生产线进行大规模改动，因此相比较前一种方式更适合广泛采用。
[0006] 火焰喷焊是一种发展较为成熟的表面改性技术，现已被广泛应用于包括模具、轴 漉等领域的各种材料的表面改性中，并带来了极大的经济效益和社会效益。火焰喷焊技术 具有节能环保、低成本、效率高、可靠性好W及广泛的适用性等特点。利用火焰喷焊技术向 材料表面喷焊自烙性合金粉末，可W在材料表面形成一层具有优良耐磨损、抗腐蚀和耐高 温性能的涂层。该种技术在别的领域已有很多研究，如我国公开号为CN87102001的专利中 提到的在耐火材料模具表面利用火焰喷焊wc自烙性合金粉末，可W大大提高耐火材料模 具的使用寿命，且大幅度降低成本，在喷焊层磨损之后，还可W反复多次进行喷涂和重烙， 其耐磨性与第一次喷焊后的相等；还有我国授权号为CN1313635的专利中提到的在铁合金 表面通过火焰喷焊Ni基合金粉末形成耐磨涂层，基体硬度提高了 3~4倍，耐磨性提高了 10~18倍，且基体和涂层具有优良的结合性能。但迄今为止，关于采用火焰喷焊技术在进 口导卫用耐磨衬板的表面喷焊自烙性合金粉末制备耐磨涂层的研究尚未见报道。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种轴机进口导卫用耐磨衬板的制 备方法，W解决传统轴机进口导卫的导板在服役时磨损严重、抗腐蚀性差、耐冲击性能差而 导致的寿命短、替换频繁等问题。
[000引为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案： 本发明公开了一种轴机进口导卫用耐磨衬板的制备方法，具体步骤如下： 1、基体制备 选取合适锻造生产规格的40化钢板（底面留有2mm的加工余量），经调质处理后，将钢 板表面粗加工至一定粗趟度； 2、 基体表面脱脂及活化 将步骤1中得到的40化钢板放入碱液中清洗W去除表面的油脂及轻微诱蚀，已清洗的 钢板经风干后，采用喷砂工艺对工件表面进行粗化处理，使净化处理过的表面更加活化； 3、 基体预热 将氧-己诀火焰调成弱碳化焰，要求P(02)> 0.8MPa、P化2&)> 0.IMPa，将步骤2得 到的40化钢板预热至合适温度范围，并立即均匀地喷涂上一层适当厚度的预保护粉W防 止钢板表面氧化； 4、 火焰喷焊 采取一步喷焊法对经过步骤3处理的40化钢板进行火焰喷焊：将钢板加热至预保护粉 开始润湿、出现"镜面"时，开始送粉喷焊，送粉操作为间歇性送粉；具体操作为；将粉末均 匀地喷在局部区域达预定厚度后，用同一火焰对此区域的合金粉层加热到烙融，当出现"镜 面"反光现象后，再将喷枪慢慢移至另一区域，并重复上述过程，直至工件表面全部覆盖喷 焊层达一定厚度； 5、 后期处理 将步骤4得到的带有喷焊层的40&钢板缓慢冷却后，对喷焊层表面进行打磨处理，然 后将喷焊产品按照工艺图纸精加工到指定规格后，即得到轴机用耐磨衬板； 优选地，步骤1中所述的调质处理工艺为泽火+高温回火；其中泽火温度范围为 850°C±10°C，冷却方式为油冷；回火温度为520°C±10°C，冷却方式可W是水冷、油冷或空 冷。
[0009]优选地，步骤1中所述的钢板表面粗加工后粗趟度满足Ra=12. 5~6.3ym。
[0010] 优选地，步骤1中所述的粗加工方法可W是喷砂、机械切削或其他粗化方法；其中 机械切削可W是粗车、创和锐。
[0011] 优选地，步骤3中所述的钢板预热目标温度为300°C~400°C。
[0012] 优选地，步骤3中所述的预保护粉为镶基自烙性合金粉末，其成分按质量百分比 如下；C--0.6~0. 7%，Cr--14 ~15%、Si--2. 5 ~3. 0%、W--5. 5 ~6. 0%、佩-- 1. 5 ~1.8%、Fe--《5%、Mn--《0. 1%、Mo--《0. 1%、B--1. 4 ~1.8%，余量为Ni。
[0013] 优选地，步骤3中所述的预保护粉层厚度为0.1~0.2mm。
[0014] 优选地，步骤4中所述的喷焊用粉和步骤3中的预保护粉是同一物质。
[0015] 优选地，步骤4中喷焊层厚度范围为1~1. 3mm。
[0016] 本发明具有W下技术效果： 本发明采用在传统锻造40化调质钢板表面通过火焰喷焊一层镶基合金粉末的方法制 备轴机进口导卫用耐磨衬板，与传统耐磨衬板相比，本发明耐磨衬板综合性能有很大提高， 对比如下： 本发明与传统锻造40化调质钢耐磨衬板相比，具有W下优越性；第一、本发明耐磨衬 板喷焊层具有主要是由扁平粒子组成的层状结构，经重烙后，喷焊层组织致密，与基体呈完 全冶金结合，基体和喷焊层具有优良的结合性能；因此，本发明耐磨衬板充分继承了基体材 料锻造40化调质钢的良好初性，抗冲击性能好；第二、本发明喷焊用粉为镶基合金粉末（Ni 含量>65%)，由于Ni与Ni合金具有良好的耐高温性能，使得本发明耐磨衬板具有锻造40化 调质钢不具备的优良的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能；第=、喷焊材料中的Si溶于喷焊层 的合金基体中起固溶强化作用，提高了喷焊层强度；喷焊材料中的B与&、Ni等形成硬质 金属化合物（如NisBa、NiaB、NiB及化B、化2B、化3B2等），喷焊材料中的W、佩、化等与C元 素形成大量的硬质碳化物，该些棚化物和碳化物在合金中起弥散强化作用，显著提高了喷 焊层的硬度和耐磨性，硬质碳化物WC、NbC还有强烈的细化晶粒作用，进一步提高喷焊层的 强度和初性一一本发明耐磨衬板表面硬度高（HRC62~65)，是传统锻造40化调质钢硬度 (HRC32~36)的近两倍，耐磨性提高了近6倍（W磨损失重为指标）。
[0017] 相对于传统的化12MoV钢耐磨衬板，本发明耐磨衬板性能更为优异，表现为：第 一、具有更好的初性，抗冲击性能优良，不易发生脆性断裂；第二、本发明耐磨衬板基体为锻 造40化调质钢，硬度较低（HRC32~36)，容易进行切削加工，而化12MoV耐磨衬板经泽火加 低温回火热处理后，其丝孔会发生一定的变形，丝牙既硬且脆难W加工，容易在加工过程中 发生脆断而报废；第S，相对于化12MoV钢耐磨衬板，本发明耐磨衬板的硬度也有一定的提 高（HRC62~65,而化12MoV钢耐磨衬板经泽火加低温回火处理后硬度为HRC50~60)。
[0018] 综上，本发明耐磨衬板具有良好初性且表面硬度高，耐磨性优良，从而显著提高了 耐磨衬板的使用寿命，保证了轴机的生产效率与产品尺寸精度，降低了生产成本；同时，本 发明设及的火焰喷焊工艺简单易操作，所用镶基合金粉末相对价格适中，避免了耐磨衬板 整体采用高价格的合金钢，进一步有效地降低了生产成本；此外，根据火焰喷焊工艺特点， 在喷焊层磨损之后，还可W反复多次进行喷涂和重烙，其耐磨性与第一次喷焊后的相等，因 而对失效的耐磨衬板进行修复较为容易。
【具体实施方式】
[0019] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0020] 本发明实施例提供一种轴机进口导卫用耐磨衬板的制