專利名稱：一種耐磨桿件復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，尤其涉及一種耐磨桿件復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用篩分設(shè)備對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，或者通過(guò)篩分去除物料中的大、 小雜質(zhì)，如振動(dòng)篩就是常見(jiàn)的一種篩分設(shè)備。振動(dòng)篩的篩板是消耗量比較大的備件。采用 桿件材料制作篩板是一種簡(jiǎn)單、高生產(chǎn)效率的方法，這種形式的篩板用量日益增加。桿件材 料的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)方向的尺寸，桿件的形狀和尺寸可由桿件的橫截面和軸線兩個(gè)主 要幾何元素來(lái)描述。橫截面是指與桿長(zhǎng)方向垂直的截面，而軸線是各橫截面中心的連線，橫 截面與桿軸線互相垂直。軸線為直線、橫截面相同的桿稱為等直桿。采用焊接或機(jī)械連接 方法將桿件材料，按一定的間隙固定在框架上制成篩板，間隙的大小根據(jù)所需篩分物料的 粒度確定。目前使用的桿件材料為均質(zhì)、性能單一的普通材料(如合金鋼)，不是復(fù)合材料，其 硬度提高，韌性和塑性往往就難以滿足要求。如高溫工況下工作篩板的常用材料為CrMnN 鋼(ZG30Crl8Mnl2Si2N)，其硬度較低(HRC25左右)，耐磨性能較差，使用壽命短。中國(guó)發(fā)明 專利ZL03114581. 7“多元高鉻耐磨鑄鐵篩板及其制造方法”，公開(kāi)了一種多元高鉻耐磨鑄鐵 篩板，硬度達(dá)到了 HRC55飛0，耐磨性優(yōu)良，盡管通過(guò)變質(zhì)處理提高了韌性，但其韌性還是比 較低，難以承受物料的強(qiáng)烈沖擊。對(duì)物料沖擊較大的工況，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了高錳鋼篩板，這種篩 板只有沖擊載荷使表面硬化后，才能具有較好的耐磨性能。上述篩板采用鑄造方法生產(chǎn)，篩 板整體是同一種均質(zhì)材料。另外，均質(zhì)材料的篩板，如果合金系統(tǒng)比較復(fù)雜，含有貴重的附、 Mo、W、Nb等合金元素時(shí)，成本較高。篩板既耐磨、耐沖擊，成本又低廉是人們追求的目標(biāo)。在 低碳鋼盤條上穿上圓柱狀陶瓷套，并用粘接劑粘接制成桿件狀材料，利用了陶瓷的高抗磨 性、低碳鋼價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，但陶瓷套在使用過(guò)程中很容易因沖擊破損，壽命提高有限。中國(guó)專利CN85108954公開(kāi)了一種具有耐磨堆焊層金屬篩板的制作方法，其特征 是先在鋼板上加工好篩孔，然后用鑄造造型材料配以39Γ5%的水玻璃制成的耐高溫非金屬 膏將篩孔填平，再用電弧或等離子弧將耐磨合金堆焊在帶孔鋼板表面上，這種篩板韌性較 好，但篩孔四周易磨損，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低，難以大規(guī)模生產(chǎn)。振動(dòng)篩應(yīng)用于各種工況，如燒結(jié)機(jī)振動(dòng)篩工作于高溫，所處理的燒結(jié)礦溫度高達(dá) 78(T85(TC，主要用于對(duì)燒結(jié)礦的分級(jí)和篩除燒結(jié)礦中小于5mm的粉末，以滿足高爐生產(chǎn)對(duì) 其粒度的要求，篩板是振動(dòng)篩的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接影響整個(gè)燒結(jié)作業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)率及 燒結(jié)礦的篩分效果。高溫下工作的篩板因高溫氧化、高溫蠕變斷裂、熱沖擊疲勞和高溫磨損 等而失效。隨著篩分設(shè)備使用工況的日益苛刻，如磨損、腐蝕、高溫、沖擊載荷等，對(duì)低成本、 高壽命、高生產(chǎn)效率、抗磨損的篩板需求也更加迫切，而桿件材料是制造篩板的關(guān)鍵原材
4料，設(shè)計(jì)新的桿件材料對(duì)于提高篩板的質(zhì)量、制造適于各種工況的篩板具有重要意義。應(yīng)該 指出的是，這種雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料并不僅限于制造篩板，也可以用于其他領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種耐磨桿件復(fù)合材料及其制備方 法，它成本較低，加工方便，耐磨性好，可制作用于各種工況的篩板，也可用于其他領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種耐磨桿件復(fù)合材料，它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長(zhǎng)度方向設(shè)置的耐 磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；芯部金屬桿件的橫截面面積為3mnT3000mm2，耐磨合金層 的厚度為lmnTlOmm。所述桿件為低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼中的任意一種。所述桿件的橫截面的幾何形狀為圓形或多邊形。所述耐磨合金層為普通低中合金鋼耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為C 0. 06% 0· 8%、Mn 0. 4% 2. 0%、Si 0. 2% 1· 0%、Cr 0. 1% 4. 0%、Mo 0 1· 5%、S 小于 0. 05%、P 小 于0. 05%，余量為Fe。所述耐磨合金層為鐵素體及馬氏體不銹鋼耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為 C 0. 01% 0· 8%、Mn 0. 5% 2. 5%、Si 0. 15% 1· 0%、Cr 11. 5% 15· 0%、Ni 0 6· 5%、Mo 0 2· 5%、N 0 0· 2%、W (Tl. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余量為 Fe。所述耐磨合金層為高鉻合金鑄鐵耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為 C2. 1% 7· 0%、MnO. 3% 1· 5%、Si 0. 3% 1· 8%、Cr 15. 0% 35. 0%、Ni 0 5· 0%、Mo 0 8· 5%、W 0% 10· 0%、B 0 3· 0%、V 0. 2 4. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余量為 Fe。所述耐磨合金層為高鉻鋼耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為C 0. Ρ/Το. 9%、Si 0. 15% 1. 2%、Cr 為 9. 0% 18. 0%、Ni 不超過(guò) 6. 5%、Mo 不超過(guò) 3. 0%、W 不超過(guò) 2. 8%、Nb 不超 過(guò)0. 8%、B不超過(guò)1. 8%、S小于0. 05%、P小于0. 05%,余量為Fe。一種耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法有兩個(gè)，方法一的步驟如下
(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的桿件狀鋼材，桿件狀鋼材的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意 確定；并去除桿件狀鋼材表面的污物；
(2)將步驟(1)制備的桿件狀鋼材，垂直插入鋼水包下部的成型器中，并利用導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 和鋼水包下部的拉坯機(jī)構(gòu)保證桿件狀鋼材在成型器的中心通過(guò)，并使其與成型器的間隙大 小一致，以保證耐磨合金層的厚度均勻；
(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲或者實(shí)芯焊絲，藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z熔敷金屬的成分與 耐磨復(fù)合材料桿件耐磨合金層的設(shè)計(jì)成分一致，焊絲直徑為1. 2mnT6. Omm ；
(4)采用自保護(hù)焊接工藝或者CO2氣體保護(hù)焊工藝，用兩臺(tái)焊機(jī)，桿件狀鋼材接正極，焊 絲接負(fù)極。即采用直流正接，以提高焊絲的熔化速度。焊槍對(duì)稱分布于桿件狀鋼材的兩側(cè)，焊絲與桿件狀鋼材的夾角為1(Γ45°，由焊絲 送進(jìn)機(jī)構(gòu)送絲；兩把焊槍沿同一方向、以0. Γ0. 5米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角 度范圍為0-180°。按現(xiàn)有工藝熔化步驟(3)制備的藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z，并通過(guò)控制焊絲 與桿件狀鋼材的夾角使桿件表面熔化的深度不超過(guò)0. 5mm。焊絲熔化在鋼水包內(nèi)桿件狀鋼材的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金熔池，當(dāng)熔池的深度達(dá)到5mnT30mm時(shí)，以每分鐘10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)將桿件狀鋼材和其周 圍的液態(tài)耐磨合金垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨 合金的液面高度。(5)由步驟(4)拉下的桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，液態(tài)耐 磨合金被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器拉出后，冷卻到室溫，就獲得耐磨桿件復(fù)合材料成
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ΡΠ O一種耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法有兩個(gè)，方法二的步驟如下
(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的桿件狀鋼材，桿件狀鋼材的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意 確定；并去除桿件狀鋼材表面的污物；
(2)將步驟(1)制備的桿件狀鋼材，垂直插入鋼水包下部的成型器中，并利用導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 和鋼水包下部的拉坯機(jī)構(gòu)保證桿件狀鋼材在成型器的中心通過(guò)，并使其與成型器的間隙大 小一致，以保證耐磨合金層的厚度均勻；
(3)用現(xiàn)有工藝熔煉耐磨合金，并使耐磨合金過(guò)熱10(T30(TC，將熔煉好的液態(tài)耐磨合 金倒入鋼水包內(nèi)，鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的高度為10mnT300mm ；鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的 高度和拉坯速度配合，使桿件狀鋼材表面熔化層的深度不超過(guò)0. 5mm ；
(4)鋼水包內(nèi)的液態(tài)耐磨合金填充到成型器內(nèi)桿件狀鋼材的周圍，然后以每分鐘 10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)將桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金垂直向下 拉；在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包添加熔煉好的、過(guò)熱10(T30(TC的耐磨合金，并保持鋼水 包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的液面高度。(5)由步驟(4)拉下的桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，液態(tài)耐 磨合金被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨桿件復(fù)合 材料成品。方法一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的孔與桿件狀鋼材之間的間隙不超過(guò)0. 5mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔的 長(zhǎng)度為50mnT200mm ；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔的下表面到鋼水包中鋼水上表面的距離為10(T300mm。方法二所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的孔與桿件狀鋼材之間的間隙不超過(guò)0. 5mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔的 長(zhǎng)度為50mnT200mm ；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔的下表面到鋼水包上表面的距離為5(T200mm。兩種方法所述成型器采用陶瓷材料制作，成型器中通過(guò)桿件狀鋼材的橫截面形狀 與桿件狀鋼材的橫截面形狀相配合，桿件狀鋼材通過(guò)成型器時(shí)，其周圍的間隙均勻，間隙大 小為ImnTlOmm ；成型器的高度為5mnTl00mm，安裝在鋼水包的底部，并保證成型器孔的軸線 垂直于地面。鋼水包采用石墨或現(xiàn)有耐火材料，采用現(xiàn)有工藝制作。兩種方法所述冷卻器采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)耐磨桿件復(fù)合材料坯料的 孔與耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙不超過(guò)0. 5mm，冷卻器的高度為50mnT200mm， 冷卻器內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面形狀任意，橫截面面積為 70mnT800mm2，冷卻水的流量為每分鐘5公斤 20公斤。本發(fā)明實(shí)施具有如下明顯效果
(1)耐磨桿件復(fù)合材料的芯部采用低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼之一，保證了耐磨 桿件復(fù)合材料具有良好的韌性和塑性，可用于承受沖擊載荷的工況。(2)耐磨桿件復(fù)合材料所用桿件狀鋼材表面耐磨層的厚度可以在Imm到IOmm之間 靈活調(diào)整，以滿足耐磨件使用壽命的要求，且桿件狀鋼材與其周圍的耐磨合金之間為冶金
6結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不脫落，壽命長(zhǎng)。 (3)耐磨桿件復(fù)合材料的耐磨合金可以設(shè)計(jì)成不同的合金系，能夠適用于磨料磨 損、金屬間磨損、腐蝕、高溫磨損、沖擊載荷磨損等各種工況，用其制造的篩分設(shè)備適用面更(4)耐磨桿件復(fù)合材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。


圖1為本發(fā)明的耐磨桿件復(fù)合材料的剖面示意圖； 圖2為耐磨桿件復(fù)合材料生產(chǎn)方法一裝置示意圖； 圖3為耐磨桿件復(fù)合材料生產(chǎn)方法二裝置示意圖。其中，1金屬桿件，2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，3鋼水包，4液態(tài)耐磨合金，5成型器，6冷卻器，7藥 芯焊絲或?qū)嵭竞附z，8拉坯機(jī)構(gòu)，9送進(jìn)機(jī)構(gòu)，10耐磨合金層，11焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1中，耐磨桿件復(fù)合材料由芯部的金屬桿件1和其周圍的沿金屬桿件1長(zhǎng)度方 向(縱向)分布的耐磨合金層10組成，兩者之間為冶金結(jié)合。金屬桿件的材質(zhì)為任意金屬材 料，優(yōu)選低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼之一，金屬桿件1的橫截面面積為3mnT3000mm2， 橫截面的幾何形狀為圓形或者多邊形，多邊形為三角形、四邊形、六邊形或八邊形，橫截面 的幾何形狀優(yōu)選圓形。金屬桿件1優(yōu)選橫截面與軸線垂直的等直桿。耐磨合金層10的厚 度為lmnTlOmm。整個(gè)耐磨桿件復(fù)合材料的長(zhǎng)度根據(jù)需要可以任意確定，在整個(gè)耐磨桿件縱 向長(zhǎng)度方向均覆蓋有耐磨合金層10。耐磨合金層10的材質(zhì)根據(jù)使用工況確定，選用以下4 種耐磨合金之一。1)普通低中合金鋼耐磨合金，其各成分質(zhì)量百分比為C 0. 069Π). 8%、Mn 0. 4% 2. 0%、Si 0. 2% 1· 0%、Cr 0. 1% 4. 0%、Mo (Tl. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為
Fe ；
或2)鐵素體及馬氏體不銹鋼耐磨合金，其各成分質(zhì)量百分比為C 0.019Γ0.8%、Μη 0. 5% 2. 5%、Si 0. 15% 1. 0%、Cr 11. 5% 15. 0%、Ni 0 6. 5%、Mo 0 2. 5%、N 0 0. 2%、W 0 1. 5%、 S小于0. 05%、P小于0. 05%,余為Fe ；
或3)高鉻合金鑄鐵耐磨合金，其各成質(zhì)量百分比為C2. 19Γ7. 0%、MnO. 3°/Γ . 5%、 Si 0. 3% 1· 8%、Cr 15. 0% 35· 0%、Ni 0 5· 0%、Mo 0 8· 5%、W 0% 10· 0%、B 0 3· 0%、V
0.2 4. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為 Fe ；
或4)高鉻鋼耐磨合金，其各成質(zhì)量百分比為C 0.1% 0.9%、Si 0. 159Γ1. 2%、Cr為 9. 0% 18. 0%、Ni不超過(guò)6. 5%、Mo不超過(guò)3. 0%、W不超過(guò)2. 8%、Nb不超過(guò)0. 8%、B不超過(guò)
1.8%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余為 Fe ；
上述1) 4)所列的四種耐磨合金除了以上要求的合金元素之外，允許含有一定量的 作為雜質(zhì)存在的其他合金元素，其含量以不影響耐磨合金的性能為原則。上述耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法有兩個(gè)，方法一(見(jiàn)圖2)包括如下步驟
(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的金屬桿件1，金屬桿件1的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意確定。采用酸洗或機(jī)械方法去除金屬桿件1表面的銹和油等污物。酸洗采用現(xiàn)有的鹽酸或硫酸酸洗工藝，機(jī)械方法采用現(xiàn)有的鋼絲刷除銹工藝。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲或者實(shí)芯焊絲7，藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z7熔敷金屬的 成分與耐磨復(fù)合材料桿件耐磨合金層10的設(shè)計(jì)成分一致，焊絲直徑為1. 2mnT6. 0mm。(4)采用自保護(hù)焊接工藝或者CO2氣體保護(hù)焊工藝，用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正 極，焊絲接負(fù)極，即采用直流正接，以提高焊絲的熔化速度。焊槍對(duì)稱分布于桿件狀鋼材的兩側(cè)，在焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)11的驅(qū)動(dòng)下，從焊槍送出焊 絲，焊絲與金屬桿件ι的夾角為1(Γ45°，兩把焊槍沿同一方向、以0. Γ0. 5米/分鐘的線 速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。按現(xiàn)有工藝熔化步驟(3)制備的藥芯焊絲 或?qū)嵭竞附z7，并通過(guò)控制焊絲7與金屬桿件1的夾角使金屬桿件表面熔化的深度不超過(guò) 0. 5mmο焊絲熔化在鋼水包內(nèi)金屬桿件的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金熔池4，當(dāng)熔池的深 度達(dá)到5mnT30mm時(shí)，以每分鐘10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將桿件狀鋼材1和 其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液 態(tài)耐磨合金的液面高度。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得耐磨桿件復(fù) 合材料成品。當(dāng)前面一根金屬桿件1的尾部在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2內(nèi)時(shí)，加入第二根金屬桿件1，使前一 根的尾部和后一根的頭部接觸，由送進(jìn)機(jī)構(gòu)9送進(jìn)第二根，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。上述耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法有兩個(gè)，方法二 (見(jiàn)圖3)包括如下步驟
(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的金屬桿件1，金屬桿件1的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意確 定。采用酸洗或機(jī)械方法去除金屬桿件1表面的銹和油等污物。酸洗采用現(xiàn)有的鹽酸或硫酸酸洗工藝，機(jī)械方法采用現(xiàn)有的鋼絲刷除銹工藝。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。(3)用現(xiàn)有工藝熔煉耐磨合金，并使耐磨合金過(guò)熱10(T30(TC，將熔煉好的液態(tài)耐 磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合金4的高度為10mnT300mm，該高度越大， 金屬桿件1受熱時(shí)間越長(zhǎng)，其表層熔化量越多。鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合金4的高度和拉坯 速度配合，使金屬桿件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 5mm。(4)鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合金4填充到成型器5內(nèi)桿件狀鋼材1的周圍，然后以 每分鐘10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4 垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添加熔煉好、過(guò)熱10(T30(TC的液態(tài)耐磨合金
84，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合金4的液面高度。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。當(dāng)前面一根金屬桿件1的尾部在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2內(nèi)時(shí)，加入第二根金屬桿件1，使前一 根的尾部和后一根的頭部接觸，由送進(jìn)機(jī)構(gòu)9送進(jìn)第二根，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。上述的耐磨桿件復(fù)合材料的兩種制備方法中，所述的金屬桿件1的材質(zhì)為任 意金屬材料，優(yōu)選低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼之一，桿件狀鋼材的橫截面面積為 3mnT3000mm2，橫截面的幾何形狀為圓形、多邊形之一，多邊形為三角形、四邊形、六邊形、八 邊形之一，橫截面的幾何形狀優(yōu)選圓形。桿件狀鋼材的長(zhǎng)度根據(jù)需要確定，可以是任意長(zhǎng) 度。上述的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法一中，步驟(2)中所述的鋼水包3為 現(xiàn)有的能容納3(Γ100公斤鋼水的鋼水包，由現(xiàn)有的耐火材料和工藝制成。上述的耐磨桿件 復(fù)合材料的制備方法二中，所述的鋼水包3為現(xiàn)有的能容納廣10公斤鋼水的鋼水包，由現(xiàn) 有的石墨或耐火材料和工藝制成。上述的耐磨桿件復(fù)合材料的兩種制備方法中，方法一所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2中通過(guò)金屬 桿件1的孔與金屬桿件1的橫截面形狀配合，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2的孔與金屬桿件1之間的間隙不 超過(guò)0. 5mm,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的長(zhǎng)度為50mnT200mm。方法二所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼 水包3上表面的距離為5(T200mm。在熔煉法中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3中鋼水 上表面的距離為10(T300mm。上述的耐磨桿件復(fù)合材料的兩種制備方法中，所述成型器5采用陶瓷材料制作， 陶瓷材料優(yōu)選氧化鋁陶瓷或氧化鋯陶瓷，成型器5中通過(guò)金屬桿件1的橫截面形狀與桿件 狀鋼材的橫截面形狀是相似圖形，金屬桿件1通過(guò)成型器5時(shí)，其周圍的間隙均勻，間隙大 小為lmnTlOmm。成型器5的高度為5mnTl00mm。采用現(xiàn)有方法安裝到鋼水包2的底部，并 保證成型器5孔的軸線垂直于地面。上述的耐磨桿件復(fù)合材料的兩種制備方法中，所述冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi) 孔，即通過(guò)耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙不超過(guò)0. 5mm, 冷卻器6的高度為50mnT200mm，冷卻器6內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫 截面形狀任意，橫截面面積為70mnT800mm2，冷卻水的流量為每分鐘5公斤 20公斤。實(shí)施例1
制備耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為低合金鋼Q345，橫截面的幾何形狀為直徑 18mm的圓形，耐磨合金層10為高鉻合金鑄鐵，厚度為4mm，耐磨合金層10的合金成分設(shè)計(jì) 為(質(zhì)量 ％) 3. 5C、24. OCr,0. 25B、0. 7Mn、0. 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035，余為 Fe。 該耐磨桿件復(fù)合材料可用于篩分燒結(jié)礦等具有磨料磨損的材料。(1)選用橫截面直徑為18mm(面積為254. 34mm2)的桿件狀Q345鋼材，長(zhǎng)度為1. 2m。 采用現(xiàn)有的鹽酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證桿件狀鋼材 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨層10的厚度均勻。
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鋼水包3為現(xiàn)有的能容納10公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為18. 5mm,長(zhǎng)度為180mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 上表面的距離為200mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為22mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲，藥芯焊絲熔敷金屬的成分(質(zhì)量％)為3.5C、 24. OCr,0. 25B、0. 7Mn、0. 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035、余為 Fe。藥芯焊絲的直徑 為 4. 0mm。(4)用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正極，焊絲接負(fù)極，采用自保護(hù)焊接工藝，焊接電流 為560A，電弧電壓為38V。兩把焊槍對(duì)稱分布于金屬桿件1的兩側(cè)，焊絲與金屬桿件1的夾角為15°，兩把焊 槍沿同一方向、以0. 4米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。焊絲熔化在鋼水包3內(nèi)金屬桿件1的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金4熔池，當(dāng)熔池 的深度達(dá)到20mm時(shí)，以每分鐘50mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的 液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合 金4的液面高度。下拉速度、焊絲7與金屬桿件1的夾角、焊接工藝參數(shù)配合控制金屬桿件 1表面熔化的深度不超過(guò)0. 5mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得耐磨桿件復(fù) 合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與耐磨桿件 復(fù)合材料坯料之間的間隙為0.2mm，冷卻器6的高度為100mm，冷卻器6內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán)的孔 道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直徑為46mm、與冷 卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻器中部，冷卻水 的流量為每分鐘10公斤。按上述方法生產(chǎn)的耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q345桿件材料的直徑為18mm，耐磨合 金層10的厚度為4mm、硬度達(dá)到HRC57，表面成形美觀。用于燒結(jié)礦的振動(dòng)篩，使用壽命達(dá) 到了 1年以上，是低碳鋼盤條上穿陶瓷套的5倍以上。實(shí)施例2
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為Q235低碳鋼，橫截面的幾何形狀為 直徑6. 5mm的圓形，耐磨合金層10為高鉻合金鑄鐵，厚度為2mm，耐磨合金層10的合金成分 設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％):3. 8C、22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035,P 小于 0. 035，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為6. 5mm (面積為33. 17mm2)的桿件狀Q235低碳鋼盤條，長(zhǎng)度 為0. Sm。采用現(xiàn)有的鋼絲刷除銹工藝除去Q235表面的銹，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證桿件狀鋼材 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。
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鋼水包3為現(xiàn)有的能容納5公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為7. 2mm,長(zhǎng)度為100mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 上表面的距離為150mm。成型器5采用氧化鋯陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為10. 5mm，成型器5的高度為20mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲，藥芯焊絲熔敷金屬的成分(質(zhì)量％)為3.8C、 22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035，余為 Fe。藥芯焊絲的直徑 為 5. 0mm。(4)用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正極，焊絲接負(fù)極，采用自保護(hù)焊接工藝，焊接電流 為600A，電弧電壓為42V。兩把焊槍對(duì)稱分布于金屬桿件1的兩側(cè)，焊絲與金屬桿件1的夾角為10°，兩把焊 槍沿同一方向、以0. 5米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。焊絲熔化在鋼水包內(nèi)金屬桿件1的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金熔池4，當(dāng)熔池的 深度達(dá)到25mm時(shí)，以每分鐘IOOmm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的 液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合 金的液面高度。下拉速度、焊絲與金屬桿件1的夾角、焊接工藝參數(shù)配合控制金屬桿件1表 面熔化的深度不超過(guò)0. 3mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 1mm，冷卻器6的高度為150mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器中部，冷卻水的流量為每分鐘10公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q235桿件材料的直徑為 6. 5mm，耐磨層的厚度為2mm、硬度達(dá)到HRC55，表面成形美觀。用于鐵礦石的振動(dòng)篩，使用壽 命達(dá)到了 8個(gè)月，是25CrMnMo耐磨鑄鋼的4倍以上。實(shí)施例3
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為Q215低碳鋼，橫截面幾何形狀為直 徑8. Omm的圓形，耐磨合金層10為普通低中合金鋼耐磨合金，厚度為3mm，耐磨合金層10的 合金成分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量％):0. 75C、1. OSiU. 8Μη、3· 5Cr、S小于0. 025,P小于0. 035，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為8. Omm (面積為50. 24mm2)的桿件狀Q215低碳鋼盤條，長(zhǎng)度 為1. Om0采用現(xiàn)有的鹽酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納3公斤鋼水的鋼水包。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為8. 5mm,長(zhǎng)度為200mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 上表面的距離為50mm。成型器5采用氧化鋯陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為14. 0mm，成型器5的高度為80mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有工藝制備實(shí)芯焊絲，實(shí)芯焊絲熔敷金屬的成分(質(zhì)量％)為0. 75C、 1. OSiU. 8Mn、3. 5Cr、S小于0. 025、P小于0. 035，余為Fe。實(shí)芯焊絲的直徑為1. 6mm。(4)用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正極，焊絲接負(fù)極，采用CO2氣體保護(hù)焊工藝，焊接 電流為380A，電弧電壓為30V。兩把焊槍對(duì)稱分布于金屬桿件1的兩側(cè)，焊絲7與金屬桿件1的夾角為30°，兩把 焊槍沿同一方向、以0. 25米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。焊絲熔化在鋼水包內(nèi)金屬桿件1的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金4熔池，當(dāng)熔池的 深度達(dá)到8mm時(shí)，以每分鐘30mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的液 態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金4 的液面高度。下拉速度、焊絲與金屬桿件1的夾角、焊接工藝參數(shù)配合控制金屬桿件1表面 熔化的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為80mm，冷卻器6內(nèi)設(shè)有 內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直徑 為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻器6 中部，冷卻水的流量為每分鐘5公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q215桿件材料的直徑為 8. 0mm，耐磨層的厚度為3mm、硬度達(dá)到HRC48，表面成形美觀。用于石塊的篩分，既耐磨，又 有良好的韌性和塑性，使用壽命6個(gè)月。實(shí)施例4
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為45號(hào)鋼，橫截面的幾何形狀為直徑 10. Omm的圓形，耐磨合金層10為馬氏體不銹鋼耐磨合金，厚度為6mm，耐磨合金層10的合 金成分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％) 0. 2C、0. 6Si、2. 0Μη、13· 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02、P 小 于0. 025，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為10. Omm (面積為78. 5mm2)的桿件狀45號(hào)鋼盤條，長(zhǎng)度為 1. 5m。采用現(xiàn)有的硫酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納8公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為10. 3mm,長(zhǎng)度為50mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3
12上表面的距離為150mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為22. 0mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲，藥芯焊絲熔敷金屬的成分(質(zhì)量％)為0.2C、
0.6Si、2. OMnU3. 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02、P 小于 0. 025，余為 Fe。藥芯焊絲 的直徑為4. 0mm。(4)用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正極，焊絲接負(fù)極，采用自保護(hù)焊接工藝，焊接電流 為580A，電弧電壓為40V。兩把焊槍對(duì)稱分布于金屬桿件1的兩側(cè)，焊絲與金屬桿件1的夾角為45°，兩把焊 槍沿同一方向、以0. 2米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。焊絲熔化在鋼水包內(nèi)金屬桿件1的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金熔池4，當(dāng)熔池的 深度達(dá)到18mm時(shí)，以每分鐘40mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的液 態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金4 的液面高度。下拉速度、焊絲7與金屬桿件1的夾角、焊接工藝參數(shù)配合控制金屬桿件1表 面熔化的深度不超過(guò)0. 5mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為160mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器6中部，冷卻水的流量為每分鐘20公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部45鋼桿件材料的直徑為 10. 0mm，耐磨層的厚度為6mm、硬度達(dá)到HRC45，表面成形美觀。實(shí)施例5:
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為50號(hào)圓鋼，橫截面的幾何形狀為直 徑45. Omm的圓形，耐磨合金層10為高鉻鋼耐磨合金，厚度為10mm，耐磨合金層10的合金成 分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％) 0. 6C、16. OCr,5. ONi,2. 5Mo、2. 0W、S 小于 0. 02、P 小于 0. 025，余為 Fe。(1)選用橫截面直徑為10. Omm (面積為78. 5mm2)的桿件狀45號(hào)鋼盤條，長(zhǎng)度為
1.5m。采用現(xiàn)有的硫酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納5公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為10. 3mm，長(zhǎng)度為50mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 上表面的距離為200mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔，其直徑為22. 0mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲，藥芯焊絲熔敷金屬的成分(質(zhì)量％)為0.6C、 16. OCr,5. ONi,2. 5Mo、2. Off,S 小于 0. 02,P 小于 0. 025，余為 Fe。藥芯焊絲的直徑為 2. 8mm。(4)用兩臺(tái)焊機(jī)，金屬桿件1接正極，焊絲接負(fù)極，采用自保護(hù)焊接工藝，焊接電流 為400A，電弧電壓為35V。兩把焊槍對(duì)稱分布于金屬桿件1的兩側(cè)，焊絲與金屬桿件1的夾角為10°，兩把焊 槍沿同一方向、以0. 2米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范圍為0-180°。焊絲熔化在鋼水包內(nèi)金屬桿件1的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金4熔池，當(dāng)熔池的 深度達(dá)到6mm時(shí)，以每分鐘IOmm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8將金屬桿件1和其周圍的液 態(tài)耐磨合金4垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金4 的液面高度。下拉速度、焊絲7與金屬桿件1的夾角、焊接工藝參數(shù)配合控制金屬桿件1表 面熔化的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為160mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器中部，冷卻水的流量為每分鐘20公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部45鋼桿件材料的直徑為 10. Omm，耐磨層的厚度為6mm、硬度達(dá)到HRC48，表面成形美觀。實(shí)施例6:
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為低合金鋼Q345，橫截面的幾何形狀 為直徑18mm的圓形，耐磨合金層10為高鉻合金鑄鐵，厚度為4mm，耐磨合金層10的合金成 分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％):3. 5C、24. OCr,0. 25B、0. 7Mn、0. 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035,P 小于 0. 035，余 為Fe。該雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料可用于篩分燒結(jié)礦等具有磨料磨損的材料。(1)選用橫截面直徑為18mm(面積為254. 34mm2)的桿件狀Q345鋼材，長(zhǎng)度為1. 2m。 采用現(xiàn)有的鹽酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證桿件狀鋼材 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨層10的厚度均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納50公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為18. 5mm,長(zhǎng)度為180mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 中鋼水上表面的距離為200mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的桿件狀鋼材1的 孔，其直徑為22mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有的中頻感應(yīng)電爐和現(xiàn)有的熔煉工藝，熔煉耐磨合金，并調(diào)整耐磨合金的 成分(質(zhì)量 ％)為3. 5C、24. OCr,0. 25B、0. 7Mn、0. 5Si、0. 8V、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035、余
14為Fe。加熱到耐磨合金過(guò)熱200°C，并保持這個(gè)過(guò)熱溫度，獲得液態(tài)耐磨合金4。(4)將步驟(3)得到的液態(tài)耐磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合 金4填充到成型器5內(nèi)金屬桿件1的周圍，然后以每分鐘IOOmm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu) 8將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添 加步驟(3)的液態(tài)耐磨合金4，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合金4的液面高度為100mm。使 金屬桿件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為100mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器中部，冷卻水的流量為每分鐘10公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q345桿件材料的直徑為18mm， 耐磨合金層10的厚度為4mm、硬度達(dá)到HRC57，表面成形美觀。用于燒結(jié)礦的振動(dòng)篩，使用 壽命達(dá)到了 1年以上，是低碳鋼盤條上穿陶瓷套的5倍以上。實(shí)施例7:
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為Q235低碳鋼，橫截面的幾何形狀為 直徑6. 5mm的圓形，耐磨合金層10為高鉻合金鑄鐵，厚度為2mm，耐磨合金層10的合金成分 設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％):3. 8C、22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035,P 小于 0. 035，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為6. 5mm (面積為33. 17mm2)的桿件狀Q235低碳鋼盤條，長(zhǎng)度 為0. Sm。采用現(xiàn)有的鋼絲刷除銹工藝除去Q235表面的銹，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證桿件狀鋼材 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納100公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為7. 2mm，長(zhǎng)度為100mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 中鋼水上表面的距離為100mm。成型器5采用氧化鋯陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為10. 5mm，成型器5的高度為20mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有的中頻感應(yīng)電爐和現(xiàn)有的熔煉工藝，熔煉耐磨合金，并調(diào)整耐磨合金的 成分(質(zhì)量 ％)為3. 8C、22. OCr,0. 5Mn、0. 8Si、l. 2V、1. 2Mo、S 小于 0. 035、P 小于 0. 035，余 為Fe。加熱到耐磨合金過(guò)熱250°C，并保持這個(gè)過(guò)熱溫度，獲得液態(tài)耐磨合金4。(4)將步驟(3)得到的液態(tài)耐磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合 金填充到成型器5內(nèi)金屬桿件1的周圍，然后以每分鐘500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8 將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添加步驟(3)的液態(tài)耐磨合金4，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)金屬的液面高度為300mm。使金屬桿 件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 1mm，冷卻器6的高度為150mm，冷卻器內(nèi)設(shè)有 內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直徑 為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻器 中部，冷卻水的流量為每分鐘10公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q235桿件材料的直徑為 6. 5mm，耐磨層的厚度為2mm、硬度達(dá)到HRC55，表面成形美觀。用于鐵礦石的振動(dòng)篩，使用壽 命達(dá)到了 8個(gè)月，是25CrMnMo耐磨鑄鋼的4倍以上。實(shí)施例8:
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為Q215低碳鋼，橫截面幾何形狀為直 徑8. Omm的圓形，耐磨合金層10為普通低中合金鋼耐磨合金，厚度為3mm，耐磨合金層10的 合金成分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量％):0. 75C、1. OSiU. 8Μη、3· 5Cr、S小于0. 025,P小于0. 035，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為8. Omm (面積為50. 24mm2)的桿件狀Q215低碳鋼盤條，長(zhǎng)度 為1. Om0采用現(xiàn)有的鹽酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨合金層10的厚度 均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納80公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為8. 5mm，長(zhǎng)度為200mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 中鋼水上表面的距離為300mm。成型器5采用氧化鋯陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為14. 0mm，成型器5的高度為80mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有的中頻感應(yīng)電爐和現(xiàn)有的熔煉工藝，熔煉耐磨合金，并調(diào)整耐磨合金的 成分(質(zhì)量 ％)為0. 75C、1. OSiU. 8Μη、3· 5Cr、S 小于 0. 025,P 小于 0. 035，余為 Fe。加熱到 耐磨合金過(guò)熱100°C，并保持這個(gè)過(guò)熱溫度，獲得液態(tài)耐磨合金4。(4)將步驟(3)得到的液態(tài)耐磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合 金4填充到成型器5內(nèi)金屬桿件1的周圍，然后以每分鐘IOmm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)8 將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添 加步驟(3)的液態(tài)耐磨合金4，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)耐磨合金4的液面高度為10mm。使 金屬桿件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 3mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。
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冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為80mm，冷卻器6內(nèi)設(shè)有 內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直徑 為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻器6 中部，冷卻水的流量為每分鐘5公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部Q215桿件材料的直徑為 8. 0mm，耐磨層的厚度為3mm、硬度達(dá)到HRC48，表面成形美觀。用于石塊的篩分，既耐磨，又 有良好的韌性和塑性，使用壽命6個(gè)月。實(shí)施例9:
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為45號(hào)鋼，橫截面的幾何形狀為直徑 10. Omm的圓形，耐磨合金層10為馬氏體不銹鋼耐磨合金，厚度為6mm，耐磨合金層10的合 金成分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％) 0. 2C、0. 6Si、2. OMnU3. 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02、P 小 于0. 025，余為Fe。(1)選用橫截面直徑為10. Omm (面積為78. 5mm2)的桿件狀45號(hào)鋼盤條，長(zhǎng)度為 1. 5m。采用現(xiàn)有的硫酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨層的厚度均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納50公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為10. 3mm，長(zhǎng)度為50mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 中鋼水上表面的距離為200mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為22. 0mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有的中頻感應(yīng)電爐和現(xiàn)有的熔煉工藝，熔煉耐磨合金，并調(diào)整耐磨合金 的成分(質(zhì)量 ％)為0. 2C、0. 6Si、2. OMnU3. 5Cr、2. 5Ni、l. 2Mo、0. 15N、S 小于 0. 02、P 小于 0.025，余為Fe。加熱到耐磨合金過(guò)熱150°C，并保持這個(gè)過(guò)熱溫度，獲得液態(tài)耐磨合金4。(4)將步驟(3)得到的液態(tài)耐磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合 金4填充到成型器5內(nèi)金屬桿件1的周圍，然后以每分鐘200mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu) 8將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添 加步驟(3)的液態(tài)耐磨合金4，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)金屬的液面高度為150mm。使金屬桿 件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為160mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器6中部，冷卻水的流量為每分鐘20公斤。
按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部45鋼桿件材料的直徑為 10. 0mm，耐磨層的厚度為6mm、硬度達(dá)到HRC45，表面成形美觀。實(shí)施例10
制備雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部金屬桿件1為50號(hào)圓鋼，橫截面的幾何形狀為直 徑45. Omm的圓形，耐磨合金層10為高鉻鋼耐磨合金，厚度為10mm，耐磨合金層10的合金成 分設(shè)計(jì)為(質(zhì)量 ％) 0. 6C、16. OCr,5. ONi,2. 5Mo、2. 0W、S 小于 0. 02、P 小于 0. 025，余為 Fe。(1)選用橫截面直徑為10. Omm (面積為78. 5mm2)的桿件狀45號(hào)鋼盤條，長(zhǎng)度為 1. 5m。采用現(xiàn)有的硫酸酸洗工藝去除桿件狀鋼材表面的銹和油等污物，獲得金屬桿件1。(2)將步驟(1)制備的金屬桿件1，通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，采用現(xiàn)有的送進(jìn)機(jī)構(gòu)9垂直插 入鋼水包3下部的成型器5中。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和鋼水包3下部的拉坯機(jī)構(gòu)8保證金屬桿件1 在成型器5的中心通過(guò)，并使其與成型器5的間隙大小一致，以保證耐磨層的厚度均勻。鋼水包3為現(xiàn)有的能容納50公斤鋼水的鋼水包。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的直徑為10. 3mm，長(zhǎng)度為50mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2孔的下表面到鋼水包3 中鋼水上表面的距離為200mm。成型器5采用氧化鋁陶瓷材料制作，成型器5中通過(guò)步驟(1)的金屬桿件1的孔， 其直徑為22. 0mm，成型器5的高度為50mm，且成型器5孔的軸線垂直于地面。(3)用現(xiàn)有的中頻感應(yīng)電爐和現(xiàn)有的熔煉工藝，熔煉耐磨合金，并調(diào)整耐磨合金的 成分(質(zhì)量 ％)為0. 6C、16. OCr,5. ONi,2. 5Mo、2. Off,S 小于 0. 02,P 小于 0. 025，余為 Fe。加 熱到耐磨合金過(guò)熱150°C，并保持這個(gè)過(guò)熱溫度，獲得液態(tài)耐磨合金4。(4)將步驟(3)得到的液態(tài)耐磨合金4倒入鋼水包3內(nèi)，鋼水包3內(nèi)的液態(tài)耐磨合 金4填充到成型器5內(nèi)金屬桿件1的周圍，然后以每分鐘200mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu) 8將金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4垂直向下拉。在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包3添 加步驟(3)的液態(tài)耐磨合金4，并保持鋼水包3內(nèi)液態(tài)金屬的液面高度為150mm。使金屬桿 件1表面熔化層的深度不超過(guò)0. 2mm。(5)由步驟(4)拉下的金屬桿件1和其周圍的液態(tài)耐磨合金4經(jīng)過(guò)冷卻器6時(shí)，液 態(tài)耐磨合金4被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器6拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨 桿件復(fù)合材料成品。冷卻器6采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與雙 金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料之間的間隙為0. 2mm，冷卻器6的高度為160mm，冷卻器6內(nèi)設(shè) 有內(nèi)循環(huán)的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面為直徑20mm圓形，孔道的軸線是一個(gè)直 徑為46mm、與冷卻器6上通過(guò)雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔同心、高度方向位于冷卻 器中部，冷卻水的流量為每分鐘20公斤。按上述方法生產(chǎn)的雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料，芯部45鋼桿件材料的直徑為 10. Omm，耐磨層的厚度為6mm、硬度達(dá)到HRC48，表面成形美觀。
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權(quán)利要求
一種耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長(zhǎng)度方向設(shè)置的耐磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；芯部金屬桿件的橫截面面積為3mm2~3000mm2，耐磨合金層的厚度為1mm~10mm。
2.如權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，所述桿件為低碳鋼、低合金鋼、 耐熱鋼、不銹鋼中的任意一種，桿件的橫截面的幾何形狀為圓形或多邊形。
3.如權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，所述耐磨合金層為普通低中合 金鋼耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為:C 0. 069Γ0. 8%、Mn 0.4% 2.0%、Si 0· 2% 1· 0%、Cr 0. 1% 4· 0%、Mo 0 1. 5%、S 小于 0. 05%、P 小于 0. 05%,余量為 Fe。
4.如權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，所述耐磨合金層為鐵素體及 馬氏體不銹鋼耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為c 0. ΟΡ/ΓΟ. 8%、Mn 0. 59Γ2. 5%、Si 0. 15% 1· 0%、Cr 11. 5% 15· 0%、Ni 0 6· 5%、Mo 0 2· 5%、N 0 0· 2%、W 0 1· 5%、S 小于 0. 05%、 P小于0. 05%，余量為Fe。
5.如權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，所述耐磨合金層為高鉻合金 鑄鐵耐磨合金，其各成分的質(zhì)量百分比為:C2. 1% 7. 0%、MnO. 3% 1· 5%、Si 0. 3% 1· 8%、Cr 15. 0% 35. 0%、Ni 0 5· 0%、Μο 0 8· 5%、W 0% 10· 0%、Β 0 3· 0%、V 0. 2 4· 5%、S 小于 0· 05%、 P小于0. 05%，余量為Fe。
6.如權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料，其特征是，所述耐磨合金層為高鉻鋼耐磨 合金，其各成分的質(zhì)量百分比為:C 0. 1% 0· 9%、Si 0. 15% 1· 2%、Cr為9. 0% 18. 0%、Ni不 超過(guò)6. 5%、Mo不超過(guò)3. 0%、W不超過(guò)2. 8%、Nb不超過(guò)0. 8%、B不超過(guò)1. 8%、S小于0. 05%、P 小于0. 05%，余量為Fe。
7.—種權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法，其特征是，它的步驟如下(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的桿件狀鋼材，桿件狀鋼材的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意 確定；并去除桿件狀鋼材表面的污物；(2)將步驟(1)制備的桿件狀鋼材，垂直插入鋼水包下部的成型器中，并利用導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 和鋼水包下部的拉坯機(jī)構(gòu)保證桿件狀鋼材在成型器的中心通過(guò)，并使其與成型器的間隙大 小一致，以保證耐磨合金層的厚度均勻；(3)用現(xiàn)有工藝制備藥芯焊絲或者實(shí)芯焊絲，藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z熔敷金屬的成分與 耐磨復(fù)合材料桿件耐磨合金層的設(shè)計(jì)成分一致，焊絲直徑為1. 2mnT6. Omm ；(4)采用自保護(hù)焊接工藝或者C02氣體保護(hù)焊工藝，用兩臺(tái)焊機(jī)，桿件狀鋼材接正極， 焊絲接負(fù)極，即采用直流正接，以提高焊絲的熔化速度；焊槍對(duì)稱分布于桿件狀鋼材的兩側(cè)，焊絲與桿件狀鋼材的夾角為10、5°，由焊絲送進(jìn) 機(jī)構(gòu)送絲；兩把焊槍沿同一方向、以0. Γ0. 5米/分鐘的線速度繞圓周擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度范 圍為0-180° ；按現(xiàn)有工藝熔化步驟(3)制備的藥芯焊絲或?qū)嵭竞附z，并通過(guò)控制焊絲與桿 件狀鋼材的夾角使桿件表面熔化的深度不超過(guò)0. 5mm ；焊絲熔化在鋼水包內(nèi)桿件狀鋼材的周圍形成一個(gè)液態(tài)耐磨合金熔池，當(dāng)熔池的深度達(dá) 到5mnT30mm時(shí)，以每分鐘10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)將桿件狀鋼材和其周圍的 液態(tài)耐磨合金垂直向下拉，下拉速度和焊絲熔化速度配合，以保持鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金 的液面高度；(5)由步驟(4)拉下的桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，液態(tài)耐磨合金被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器拉出后，冷卻到室溫，就獲得耐磨桿件復(fù)合材料成品。
8.—種權(quán)利要求1所述的耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法，其特征是，它的步驟如下(1)選用橫截面面積為3mnT3000mm2的桿件狀鋼材，桿件狀鋼材的長(zhǎng)度根據(jù)需要任意 確定；并去除桿件狀鋼材表面的污物；(2)將步驟(1)制備的桿件狀鋼材，垂直插入鋼水包下部的成型器中，并利用導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 和鋼水包下部的拉坯機(jī)構(gòu)保證桿件狀鋼材在成型器的中心通過(guò)，并使其與成型器的間隙大 小一致，以保證耐磨合金層的厚度均勻；(3)用現(xiàn)有工藝熔煉耐磨合金，并使耐磨合金過(guò)熱10(T30(TC，將熔煉好的液態(tài)耐磨合 金倒入鋼水包內(nèi)，鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的高度為10mnT300mm ；鋼水包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的 高度和拉坯速度配合，使桿件狀鋼材表面熔化層的深度不超過(guò)0. 5mm ；(4)鋼水包內(nèi)的液態(tài)耐磨合金填充到成型器內(nèi)桿件狀鋼材的周圍，然后以每分鐘 10mnT500mm的速度，由現(xiàn)有的拉坯機(jī)構(gòu)將桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金垂直向下 拉；在向下拉的過(guò)程中，向鋼水包添加熔煉好的、過(guò)熱10(T30(TC的耐磨合金，并保持鋼水 包內(nèi)液態(tài)耐磨合金的液面高度；(5)由步驟(4)拉下的桿件狀鋼材和其周圍的液態(tài)耐磨合金經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，液態(tài)耐磨合 金被強(qiáng)制冷卻而凝固結(jié)晶，從冷卻器拉出后，冷卻到室溫，就獲得雙金屬耐磨桿件復(fù)合材料 成品。
9.如權(quán)利要求7或8所述的耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的 孔與桿件狀鋼材之間的間隙不超過(guò)0. 5mm，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔的長(zhǎng)度為50mnT200mm ；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)孔 的下表面到鋼水包上表面的距離為5(T300mm。
10.如權(quán)利要求7或8所述的耐磨桿件復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述成型器采 用陶瓷材料制作，成型器中通過(guò)桿件狀鋼材的橫截面形狀與桿件狀鋼材的橫截面形狀相配 合，桿件狀鋼材通過(guò)成型器時(shí)，其周圍的間隙均勻，間隙大小為ImnTlOmm ；成型器的高度為 5mnTl00mm，安裝在鋼水包的底部，并保證成型器孔的軸線垂直于地面；所述冷卻器采用紫銅制作，其內(nèi)孔，即通過(guò)耐磨桿件復(fù)合材料坯料的孔與耐磨桿件復(fù) 合材料坯料之間的間隙不超過(guò)0. 5mm,冷卻器的高度為50mnT200mm，冷卻器內(nèi)設(shè)有內(nèi)循環(huán) 的孔道，用于通自來(lái)水冷卻，孔道橫截面形狀任意，橫截面面積為70mnT800mm2，冷卻水的流 量為每分鐘5公斤 20公斤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐磨桿件復(fù)合材料及其制備方法，它成本較低，加工方便，耐磨性好，可制作用于各種工況的篩板，也可用于其他領(lǐng)域。它主要由芯部的金屬桿件和其周圍沿桿件長(zhǎng)度方向設(shè)置的耐磨合金層組成，兩者間冶金結(jié)合；耐磨合金層的厚度為1mm~10mm。
文檔編號(hào)C22C38/38GK101983864SQ20101052632
公開(kāi)日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者孫俊生, 孫逸群, 李夢(mèng)實(shí) 申請(qǐng)人:山東大學(xué)