一種等離子弧熔覆制備耐高溫磨損襯板的方法技術

本發明專利技術公開了一種等離子弧熔覆制備耐高溫磨損襯板的方法，其方法步驟包括：清除金屬基材表面的銹蝕、油污、氧化皮，根據金屬基材和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，將混合后的合金粉末與乳白膠混合，然后將混合好的合金粉末均勻涂刷在金屬基材的表面，預涂層厚度為0.8~2mm，自然干燥，將帶有預涂合層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，隨著等離子弧的移動，在金屬基材表面均勻熔覆得到熔覆厚度為0.3～1.5mm的熔覆層。本發明專利技術所制備的耐高溫復合襯板，具有成本低，質量穩定，適合大規模生產，可滿足現場高溫磨損工況的需要，有效提高了襯板使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于機械加工工藝領域，具體說是涉及。
技術介紹
隨著工業現代化的發展，高溫生產環境越來越多，比如冶金領域中的高爐、焦爐、連鑄生產系統，石化領域中的煉化、合成系統等，一般這些高溫場合工況溫度能達到800°以上，這種工況條件對工作中的高溫襯板提出了更高要求要求滿足耐高溫、抗氧化、耐磨損、耐高溫沖擊等性能。高溫襯板的選用直接影響到企業安全生產和連續生產的進行，還直接影響企業生產成本。目前國內主要的冶金企業、焦化企業、石化企業中，要求大于800°的耐高溫襯板需求量非常大。目前這類高溫襯板常選用單一材質，比如ZG35Cr24Ni7SiN、lCrl8Ni9Ti、耐熱不銹鋼等。但是這些材料均存在成本高，高溫抗氧化性能較差，特別是耐 高溫磨損和抗高溫沖擊性能比較低，導致高溫襯板的使用壽命低，影響企業連續生產，提高了生產成本。近年來，針對高溫襯板壽命低、成本高的問題，國內外開展了很多研究工作，但主要集中于單一材質的研究方面。由于單一材質在強度、韌性、硬度、耐高溫、抗磨損及抗氧化性等方面性能無法兼顧，所以開發出的單一材質高溫襯板在現場實際復雜高溫工況條件下，不是由于激冷激熱開裂，就是由于高溫氧化失效，還存在抗高溫磨損性能低，而且成本普遍高、可靠性低，無法滿足現代企業的需求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供。采用高溫襯板，能夠滿足高溫磨損要求，具有良好抗氧化性能、耐激冷激熱性能、抗沖擊、易于加工，成本低廉等特點。為實現上述目的，本專利技術的，包括 1、對金屬基材表面進行預處理； 2、根據金屬基材和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，其中各成分的合金粉末質量百分比為=C O. I- O. 65%，Cr 10-25%, Ni 5_10%，余量為Al，進行混合； 3、將混合后的合金粉末與乳白膠按重量比為161混合攪拌，攪拌混合后的合金粉末具有一定粘度且無結塊，然后將混合的合金粉末均勻涂刷在金屬基材的表面，預涂層厚度為O. 8 2mm,自然干燥； 4、將帶有預涂層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180 200A，工作電壓為18 20V，掃描寬度為4mm，掃描速度為25(T300mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm,用気氣為保護和電離氣體,保護氣體量15L/min,電離氣體量llL/min,通過等離子弧的移動，在金屬基材表面均勻熔覆得到層厚度為O. 3 I. 5mm的熔覆層。在本專利技術中，在本專利技術中，所述的合金粉末的粒度為100 320目。在本專利技術中，所述的合金粉末采用機械式混粉器混合均勻。在本專利技術中，所述的金屬基材可以是鑄鋼、冷熱軋鋼板，要求金屬基材耐熱工作溫度達到800°以上。本專利技術利用在金屬基材表面預涂金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，通過高能等離子弧加熱涂層，合金粉末涂層因吸收大量的熱能而快速熔化、分解、電離，并把部分熱量傳遞給金屬基材，使基材表面一薄層金屬同時被加熱到熔融狀態。熔化的合金粉末與金屬基材表面金屬形成共同的熔池，熔池以“液珠”的形式存在，熔池“液珠”在金屬表面張力、氣體動力、等離子弧吹力及重力的共同作用下，于金屬基材表面鋪展開來，氣體上浮，當等離子弧移開后，在基材和空氣的雙重作用下，快速凝固結晶，實現高性能合金粉末與基材的冶金結合。由于金屬基陶瓷顆粒熔點高，大部分在等離子弧作用下沒有熔化，均勻分布在合金·熔覆層中，在基材表面形成彌散分布的耐高溫磨損、抗氧化的合金層，明顯提高了高溫襯板的使用性能和壽命。本專利技術的方法制備的耐高溫磨損襯板，在金屬基材表面冶金結合形成具有特殊性能的金屬陶瓷層，獲得了高性能復合材料，使得襯板具有了優秀的高硬度、抗氧化、耐高溫等特性，同時以鑄鋼和冷熱軋鋼板為襯板基材，保證了良好的高溫抗沖擊能力，發揮了材料性能潛力。另外，本專利技術的耐高溫磨損襯板，具有理想的抗高溫磨粒磨損及硬面磨損性能。同時，金屬陶瓷層具有的抗氧化性能優秀，金屬基陶瓷層在高溫下形成鈍化膜，保護了基材金屬，防止其發生氧化，整體提高了高溫性能；金屬陶瓷層高溫性能穩定；加工性能良好，可以滿足不同尺寸和形狀要求。此外，本專利技術的等離子弧熔覆工藝可控性強，成本低，生產質量穩定，制備過程無污染，而且實施方便，便于大規模生產。具體實施例方式下面將結合實施實例對本專利技術進一步說明。實施例I 首先噴砂辦法清除熱軋鋼板lCrl3金屬基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等；根據金屬基材的特點和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，其中各合金粉末成分的末質量百分比為C O. 1%, Cr 10%,Ni 5%，余量為Al，粒度為180目，采用機械式混粉器混合2小時，將混合后的合金粉末與乳白膠混合，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在金屬基材表面，預涂層厚度為O. 8mm,自然干燥，將帶有預涂層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180A，工作電壓為18V，掃描寬度為4_，掃描速度為300mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量15L/min，電離氣體量llL/min，隨著等離子弧的移動，在金屬基材表面均勻熔覆合金粉末預涂層得到熔覆層，熔覆層厚度為O. 3mm。所制備的耐高溫磨損襯板，表面金屬陶瓷層光滑、無裂紋。實施例2 首先噴砂辦法清除熱軋鋼板2Crl3金屬基材表面的銹蝕、油污、氧化皮，根據金屬基材的特點和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，其中各合金粉末成分的質量百分比為C O. 35%, Cr 15%,Ni 8%，余量為Al，粒度為180目，采用機械式混粉器混合2小時，將混合后的合金粉末與乳白膠混合，然后將混合好的合金粉末均勻涂刷在金屬基材表面，預涂層厚度為1mm，自然干燥，將帶有預涂層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180A，工作電壓為18V，掃描寬度為4mm，掃描速度為290mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量15L/min，電離氣體量llL/min，隨著等離子弧的移動，在金屬基材表面均勻熔覆合金粉末預涂層得到熔覆層，熔覆層厚度為O. 5mm。所制備的耐高溫磨損襯板，表面金屬陶瓷層光滑、無裂紋。實施例3 首先噴砂辦法清除熱軋鋼板2Crl3金屬基材表面的銹蝕、油污、氧化皮，根據金屬基材的特點和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，其中各合金粉末成分的質量百分比為C 0.4%，Cr 25%,Ni 10%，余量為Al，粒度為230目，采用機械式混粉器混合2小時，將混合后的合金粉末與乳白膠混合，然后將混合好的合金粉末均勻涂刷在金屬基材表面，預涂層厚度為1.5mm，自然干燥將帶有預涂層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機 床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為190A，工作電壓為19V，掃描寬度為4mm，掃描速度為260mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量15L/min，電離氣體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等離子弧熔覆制備耐高溫磨損襯板的方法，其方法步驟包括：（1）對金屬基材表面進行銹蝕、油污、氧化皮清除預處理；（2）根據金屬基材和工況要求，配制金屬基陶瓷顆粒增強型合金粉末，其中各合金粉末成分的質量百分比為：C？0.1？？0.65%，Cr？10？25%，Ni？5？10%，余量為Al，進行混合；（3）將混合后的合金粉末與乳白膠按重量比為16：1混合攪拌，攪拌混合后的合金粉末具有一定粘度且無結塊，然后將混合的合金粉末均勻涂刷在金屬基材的表面，預涂層厚度為0.8~2mm，自然干燥；（4）將帶有預涂層的金屬基材固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，等離子弧對金屬基材表面預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為：工作電流為：180～200A，工作電壓為：18～20V，掃描寬度為：4mm，掃描速度為：250~300mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量15L/min，電離氣體量11L/min，通過等離子弧的移動，在金屬基材表面均勻熔覆得到層厚度為0.3～1.5mm的熔覆層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙明鷹，
申請(專利權)人：秦皇島格瑞得節能技術服務有限公司，
類型：發明
國別省市：