專利名稱：一種金屬耐磨件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械零件的加工和制造方法，特別是涉及一種旨在提高金屬零件 耐磨性能的金屬耐磨件的制造方法。
背景技術(shù)：
金屬耐磨件的制造的主要方式有一、熱處理及表面硬化；二、金屬表面堆焊與噴 焊噴涂；三、耐磨整體鑄造；四、耐磨復(fù)合鑄造；五、打方格堆焊等。針對(duì)抗磨粒磨損所需的 厚層抗磨、抗磨又抗沖擊的工況條件，并需獲得較高的性價(jià)比，以上耐磨件制造方式各有不 足。熱處理及表面硬化其制造耐磨件的抗磨粒磨損能力低，一般主要用于低磨損工 況，如軸、齒輪工件等。金屬表面堆焊與噴焊噴涂方式制造的耐磨件中，噴焊噴涂主要用于 不耐沖擊部件的薄層表面處理，金屬表面堆焊包含厚層堆焊，對(duì)于厚層堆焊(大于20mm，一 般小于100mm)，其堆焊的焊材品質(zhì)要求高(否則易產(chǎn)生分層脫落)，主要有立磨輥、磨盤瓦的 堆焊等，其工況需耐磨但沖擊小，其運(yùn)用于高壓擠壓輥、單輥錘頭及篦板、破碎錘頭等時(shí)，其 堆焊層難以加厚，并且工作中常見分層剝落。耐磨整體鑄造是目前解決耐磨厚度的主要方 式，然后，鑄造耐磨件制造存在性能選擇的矛盾難題，鑄造材料耐磨性好，則其硬度高，淬而 強(qiáng)度差，抗沖擊擠壓能力弱，選擇抗沖擊能力強(qiáng)的材料，則抗磨能力下降，高錳鋼錘頭是鑄 造耐磨件的代表，廣泛用于礦山的物料破碎，但其抗磨性較差，更換頻繁。耐磨復(fù)合鑄造是 一種新型耐磨件制造方式，其有兩種方式，一種以鋼制基體為芯，外覆一層耐磨材料鑄造的 耐磨件，是一種有效提高耐磨度，強(qiáng)度又好的耐磨件，但其耐磨性及厚度受限，并且因耐磨 鑄造體與鋼芯的結(jié)合直接影響耐磨件品質(zhì)，工藝復(fù)雜，其本身也難以達(dá)到很好的結(jié)合，耐磨 性及抗沖擊能力均難以大幅增長；另一種是以燒結(jié)或鑄造的硬質(zhì)塊、棒組合成芯，用鋼質(zhì)材 料包裹鑄造，還是由于兩種材料結(jié)合的問題，易產(chǎn)生剝離。表層打方格堆焊用鋼制材料焊接 成空格，耐磨堆焊填充，是目前表面解決抗沖擊及抗磨綜合性能的一種很好方式，此方式存 在堆焊超厚受限以及應(yīng)力集中較大的問題，在抗強(qiáng)沖擊及熱變伸縮工況易導(dǎo)致方格鋼條與 堆焊材料分離剝落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種操作簡單易行的、制作成本 明顯低廉的、能夠?qū)崿F(xiàn)金屬耐磨件耐磨又抗沖擊、以及厚層防磨等方面的要求，顯著提高金 屬零部件的耐磨性能的金屬耐磨件的制造方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)按照普通工藝制造成型耐磨件的本 體，在所述耐磨件的本體的工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行以下工藝步驟，在其外表制作相互間隔的盲孔、在 盲孔中堆焊填充耐磨焊材。在完成盲孔堆焊填充之后，采用耐磨焊材在外表繼續(xù)堆焊并形成耐磨保護(hù)層。同一本體上采用的耐磨焊材還可以是不同規(guī)格的耐磨焊材。
對(duì)完成堆焊工序的金屬耐磨件進(jìn)行消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的熱處理。鉆孔的深度在150mm以下都是極易實(shí)現(xiàn)的，能達(dá)到數(shù)百毫米的厚度防磨，防磨厚 度問題能有效解決；耐磨件基體為鋼質(zhì)體，耐磨材料堆焊填充其包裹的孔洞中，耐磨材料焊 在基體上，與基體產(chǎn)生冶金結(jié)合，圓柱狀的結(jié)合面應(yīng)力分布均勻，此種組合結(jié)構(gòu)，各自發(fā)揮 優(yōu)勢，基體的強(qiáng)度使耐磨件的抗沖擊能力大幅提高，耐磨堆焊材料的耐磨性確保耐磨件的 抗磨能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)能有效實(shí)現(xiàn)金屬耐磨件耐磨又抗沖擊、以 及厚層防磨的要求，工藝簡單合理，易于操作，成本低、金屬耐磨件的耐磨性能好。使用壽命 明顯提高。本發(fā)明的方法適合于金屬耐磨件的生產(chǎn)企業(yè)使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
本發(fā)明按照普通工藝制造成型耐磨件的本體，在所述耐磨件的本體的工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行以 下工藝步驟，在其外表制作相互間隔的盲孔、在盲孔中堆焊填充耐磨焊材。在完成盲孔堆焊填充之后，采用耐磨焊材在外表繼續(xù)堆焊并形成耐磨保護(hù)層。同一本體上采用的耐磨焊材還可以是不同規(guī)格的耐磨焊材。耐磨焊材采用市售的 耐磨焊材。對(duì)完成堆焊工序的金屬耐磨件進(jìn)行消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的熱處理。按照公知 方法處理。還有鉆孔后和焊接后的清渣以及防銹處理等工序，屬于現(xiàn)有技術(shù)，按照公知方法處理。實(shí)施例1 直徑為1600mm的輥壓機(jī)的高壓擠壓輥
制作本體高壓擠壓輥的本體材質(zhì)為42CrMo，采用現(xiàn)有技術(shù)方法制作。制作盲孔在本體的外圓周上交錯(cuò)鉆出162個(gè)盲孔。盲孔的直徑為22. 5mm，孔深 25mm，相鄰盲孔的中心距為31mm。堆焊填充以堆焊的方式填充耐磨焊材。在本實(shí)施例中，采用兩種不同的耐磨焊 材。先采用中德公司產(chǎn)的ZD-155耐磨材料進(jìn)行孔堆焊填充，其硬度為HRC55 58。再采用 中德公司產(chǎn)ZD-160耐磨材料沿孔間間隙滿焊，其硬度為HRC60 62。形成厚度為5mm的花紋。退火處理屬于可選項(xiàng)。主要是消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，采用現(xiàn)有技術(shù)處理。一 般修補(bǔ)可以不進(jìn)行退火處理。實(shí)施例2: PYZ1200型號(hào)的圓錐破碎機(jī)的破碎輥
制作本體破碎輥本體的材質(zhì)為30CrMo，采用現(xiàn)有技術(shù)方法制作。制作盲孔將破碎輥分為左、中、右三段，其中中段最容易磨損。盲孔的直徑30mm， 盲孔交錯(cuò)排列，相鄰盲孔的中心距為39 42mm，中間段盲孔的深度為50mm，左右兩端的盲 孔深度為30mm。堆焊填充以堆焊的方式填充耐磨焊材。在本實(shí)施例中，采用同一種的耐磨焊材分 兩次堆焊。耐磨焊材中德公司產(chǎn)ZD-160耐磨材料，其硬度為HRC60 62。第一次在盲孔中 堆焊，第二次在外表滿焊形成5mm厚度保護(hù)層。
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退火處理屬于可選項(xiàng)。主要是消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，采用現(xiàn)有技術(shù)處理。一 般修補(bǔ)可以不進(jìn)行退火處理。實(shí)施例3 單輥破碎機(jī)的破碎錘
制作本體采用30CrMo材料鑄件加工成寬約200mm、厚IOOmm長適宜，頭冠部分工作面 向外凸出的本體。制作盲孔因其頭冠部位更易磨損，將工作區(qū)側(cè)面成近似三角形邊長180mm范圍 兩側(cè)鉆盲孔，頂部沿中線鉆盲孔。盲孔的直徑為25mm，相鄰盲孔的中心距約為12mm，深度均 為35mm，頂部盲孔數(shù)為4個(gè)，其目的是防止流道磨損形成。堆焊填充以堆焊的方式填充耐磨焊材。在本實(shí)施例中，采用同一種的耐磨焊材分 兩次堆焊。耐磨焊材中德公司產(chǎn)ZD-865高溫耐磨材料，其硬度在700°C時(shí)為HRC63 66。 第一次在盲孔中堆焊，第二次在側(cè)外表面打格40X60焊IOmm厚度保護(hù)層。退火處理免執(zhí)行。因工作環(huán)境達(dá)800°C左右，工作時(shí)應(yīng)力可以自行消退，所以無 需進(jìn)行消應(yīng)力退火處理。實(shí)施例4 檔板或襯板
制作本體采用25mm厚的16Mn鋼板，加工成大頭直徑為1000mm，小頭直徑為800mm，高 度為230mm的圓錐體的本體。制作盲孔半開圓錐曲面的中心部位因中部更易磨損，未卷板時(shí)以短邊兩端點(diǎn)與 長邊中點(diǎn)做圓，相交部分為鉆孔防磨區(qū)，按孔的直徑為15mm，深度均為15mm，孔間距約為 6 8mm對(duì)稱分布鉆孔。堆焊填充以堆焊的方式填充耐磨焊材。在本實(shí)施例中，采用兩種不同的耐磨焊 材。采用中德公司產(chǎn)的ZD-865和ZD-165兩種材料錯(cuò)開各堆焊填充一半左右的盲孔。孔堆 焊填充后，采用中德公司產(chǎn)ZD-165耐磨材料對(duì)內(nèi)曲面3mm滿焊，外曲面靠短邊端的1/3部 分范圍滿焊3mm厚，在表面采用ZD-165堆焊后再堆焊一層3mm的ZD-865。退火處理免執(zhí)行。因工作環(huán)境達(dá)800°C左右，工作時(shí)應(yīng)力自行消退，所以無需進(jìn) 行消應(yīng)力退火處理。其他實(shí)施例不再窮舉。由于是在盲孔之中堆焊，耐磨材料與本體結(jié)合更加良好，克服了現(xiàn)有技術(shù)耐磨與 抗沖擊之間的矛盾，也能輕松實(shí)現(xiàn)厚層防磨的要求，提高了耐磨件的耐磨壽命。采用本發(fā)明 的方法制作的耐磨的高壓擠壓輥、破碎輥、破碎錘、檔板或襯板，具有強(qiáng)度好，防磨層厚，能 有效抵御交變應(yīng)力不產(chǎn)生裂縫，填充表耐磨硬質(zhì)體有效抵抗磨損，起到既抗磨又抗沖擊及 交變應(yīng)力的效果，壽命可達(dá)到目前先進(jìn)水平的2 5倍左右。
權(quán)利要求
一種金屬耐磨件的制造方法，按照普通工藝制造成型耐磨件的本體，其特征在于在所述耐磨件的本體的工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行以下工藝步驟，在其外表制作相互間隔的盲孔、在盲孔中堆焊填充耐磨焊材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬耐磨件的制造方法，其特征在于在完成盲孔堆焊填充 之后，采用耐磨焊材在外表繼續(xù)堆焊并形成耐磨保護(hù)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬耐磨件的制造方法，其特征在于同一本體上采用 的耐磨焊材還可以是不同規(guī)格的耐磨焊材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬耐磨件的制造方法，其特征在于對(duì)完成堆焊工序 的金屬耐磨件進(jìn)行消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的熱處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬耐磨件的制造方法，其特征在于對(duì)完成堆焊工序的金 屬耐磨件進(jìn)行消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的熱處理。
全文摘要
一種金屬耐磨件的制造方法，按照普通工藝制造成型耐磨件的本體，在所述耐磨件的本體的工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行以下工藝步驟，在其外表制作相互間隔的盲孔、在盲孔中堆焊填充耐磨焊材。在完成盲孔堆焊填充之后，采用耐磨焊材在外表繼續(xù)堆焊并形成耐磨保護(hù)層。同一本體上采用的耐磨焊材還可以是不同規(guī)格的耐磨焊材。對(duì)完成堆焊工序的金屬耐磨件進(jìn)行消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的熱處理。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)金屬耐磨件耐磨又抗沖擊、以及厚層防磨等方面的要求。工藝簡單合理，易于操作，成本低、金屬耐磨件的耐磨性能好。使用壽命明顯提高。本發(fā)明的方法適合于金屬耐磨件的生產(chǎn)企業(yè)使用。
文檔編號(hào)B23P17/00GK101941142SQ20101027772
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者周卓林 申請(qǐng)人:湖南中德抗磨損技術(shù)發(fā)展有限公司