一種耐磨導板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐磨導板及其制造方法，屬于機械【技術(shù)領域】，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中的耐磨導板耐磨性能不高的問題。本耐磨導板包括鑄鋼板材料制成的基體，基體外表面設有合金材料制成的耐磨層，耐磨層材料包含以下組分(重量百分比)：Fe25％～30％；Ni15％～20％；Mn0.2％～0.8％；Al0.1％～0.6％：石墨粉1.5％～2.5％；其余為Cu粉及雜質(zhì)。本耐磨導板采用銅鐵鎳合金制成耐磨層，具有耐高溫、耐磨、成本低的優(yōu)點；同時在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導板的自潤滑性能，具備機械強度好，可長期使用無需供油的優(yōu)點。
【專利說明】一種耐磨導板及其制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于機械【技術(shù)領域】，涉及一種機械運動過程中的導板，特別是一種耐磨的導板。
【背景技術(shù)】
[0002]導板配合于軋機機架與軋輥軸承座之間，起導向作用。機架導板的硬度范圍通常為HRC58~62，較軸承座導板硬度高4~5度。導板的硬度不僅提高材料的抗磨性能，同時也提高了材料的抗拉強度，更有效地防止由于摩擦而產(chǎn)生的劃傷或刻痕。由于導板在工作過程中既受軸承座的滑動摩擦以及來自軸承座的沖擊，又要抵抗來自高壓噴水的腐蝕和氣蝕影響，磨損極其嚴重，用單一材質(zhì)已無法滿足導板苛刻的使用要求。就目前國內(nèi)中厚板軋機及中、寬熱連軋所使用的導板來看，主要有以下四種類型:表面感應淬火導板、表面氮化導板、尼龍導板和復合導板，其中表面感應淬火導板、表面氮化導板的使用壽命一般為4個月，尼龍導板的使用壽命一般為I年，復合導板的使用壽命為2~3年，但是復合導板大多數(shù)是從國外引進，價格昂貴。目前國內(nèi)提高導板性能的方法有:1、采用雙金屬鑄造，但是為了滿足高硬度和高耐磨性能的要求，在鑄造時必須提高合金元素的含量，特別是貴重金屬的含量，這樣不但加劇了鑄造工藝的復雜性，而且增加了生產(chǎn)成本；2、采用合金鋼板表面淬火的方式來提高導板的硬度及耐磨性能，但變形問題難以控制，無法避免，且硬化層非常薄。
[0003]針對上述問題，本領域人員進行了一定的改進，如中國專利申請?zhí)?00610040275.3公開的一種穿孔機導板的化學成分:C0.65 ~ 1.5%, Sil.0~3.0%，Mn< 2%, Cr28~32%，Ν?49~5 2%，W4~6.5%，其余為Fe及雜質(zhì)元素。該成分體系設計的特點是Ni元素含量極高，并加入了一定量的W元素，使穿孔機導板的制造成本增加，生產(chǎn)廠家和用戶難以接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種耐磨性能好的導板。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種耐磨導板，包括鑄鋼板材料制成的基體，其特征在于，所述的基體外表面設有合金材料制成的耐磨層，所述的耐磨層材料包含以下組分(重量百分比):Fe25%~30% ;Nil5%~20% ；Mn0.2%~0.8% ；A10.1%~
0.6% ;石墨粉1.5%~2.5% ;其余為Cu粉及雜質(zhì)。
[0006]在上述的耐磨導板中，所述的石墨粉采用的是80目石墨。
[0007]在上述的耐磨導板中，所述的耐磨層材料包含以下組分:Cu52.45% ；Fe26.93% ；Ν?17.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉 1.78% ;其余為雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造上述耐磨導板的方法，其包括以下步驟:a、基體退火、去油:將基體加熱至500°C~600°C并維持I小時后爐內(nèi)冷卻；
[0009]b、銅粉打底:將球銅粉鋪設于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時，燒結(jié)溫度920°C ；[0010]C、合金粉燒結(jié):在上述的b步驟形成的產(chǎn)品上鋪設制造上述耐磨層的合金粉，送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)3小時，燒結(jié)溫度1010°C ；
[0011]d、回火處理:將上述c步驟形成的產(chǎn)品進入燒結(jié)爐內(nèi)進行回火2.5小時，回火溫度1015°C ；
[0012]e、壓緊處理:在完成上述d步驟的回火后，待產(chǎn)品冷卻至40°C后，利用壓力對產(chǎn)品進行壓緊，使得耐磨層更緊密的貼合；壓緊力300Mpa。
[0013]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的e步驟后再進行浸油處理。石墨材料采用浸油處理后，石墨本身能吸收潤滑油，在軸承運動過熱后，由于石墨材料的膨脹作用，石墨會向外滲油，進一步提高耐磨導板的潤滑效果。
[0014]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的b步驟與c步驟之間還設有銅粉結(jié)合度檢
驗工序。
[0015]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟b中產(chǎn)品進給速度為7.5m / h。
[0016]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟c中產(chǎn)品進給速度為5m / h。
[0017]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟d中產(chǎn)品進給速度為6m / h。
[0018]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟b中燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、800°C >920°C >920°C >920°C >900V。
[0019]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟c中燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C>850°CUOlO0CUOlO0CUOlO0CUOOO0C ο
[0020]在上述的耐磨導板制造方法中，所述的步驟d中回火時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、950°C。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本耐磨導板采用銅鐵鎳合金制成耐磨層，具有耐高溫、耐磨、成本低的優(yōu)點；同時在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導板的自潤滑性能，具備機械強度好，可長期使用無需供油的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本耐磨導板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本耐磨導板制造方法的工藝流程圖。
[0024]圖中，1、基體；2、耐磨層。
【具體實施方式】
[0025]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0026]實施例一
[0027]如圖1所示，本耐磨導板，包括鑄鋼板材料制成的基體1，基體外表面設有合金材料制成的耐磨層2，所述的耐磨層材料包含以下組分(重量百分比):Cu52.45% ；Fe26.93% ；Nil7.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉1.78% ;其余為雜質(zhì)，所述的石墨粉為80目石墨粉。本耐磨導板采用銅鐵鎳合金制成耐磨層，具有耐高溫、耐磨、成本低的優(yōu)點；同時在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導板的自潤滑性能，具備機械強度好，可長期使用無需供油的優(yōu)點。[0028]如圖2所示為本耐磨導板的制造方法，其包括以下步驟:
[0029]a、 基體退火、去油:將基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)，溫度500-600度，時間I小時，注意氣體保護以防止基體氧化；
[0030]b、銅粉打底:將球銅粉鋪設于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時，燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、800°C、920°C、920°C、920°C、900 V，工件放置于燒結(jié)爐內(nèi)的輸送帶上，輸送帶進給速度為7.5m / h;完成燒結(jié)后，檢驗銅粉結(jié)合度。
[0031]C、合金粉燒結(jié):在上述的b步驟形成的產(chǎn)品上鋪設制造上述耐磨層的合金粉，送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)3小時，燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、85o°c、ioio°c、ioio°c、ioi(rc、ioo(rc。工件放置于燒結(jié)爐內(nèi)的輸送帶上，輸送帶進給速度為5m / h。完成燒結(jié)后檢測產(chǎn)品厚度是否符合要求，若不符合要求，則通過壓緊機進行壓合，使耐磨層厚度控制在2.5mm以內(nèi)。
[0032]d、回火處理:將上述c步驟形成的產(chǎn)品進入燒結(jié)爐內(nèi)進行回火2.5小時，回火時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、95(TC。
工件放置于燒結(jié)爐內(nèi)的輸送帶上，輸送帶進給速度為6m / h
[0033]e、壓緊處理:在完成上述d步驟的回火后，待產(chǎn)品冷卻至40°C后，利用壓力對產(chǎn)品進行壓緊，使得耐磨層更緊密的貼合；壓緊力300Mpa。完成壓緊后再對產(chǎn)品進行校平，平整度在0.3mm以內(nèi)。最后產(chǎn)品進行浸油處理。石墨材料采用浸油處理后，石墨本身能吸收潤滑油，在摩擦運動過熱后，由于石墨材料的膨脹作用，石墨會向外滲油，進一步提高鋼套的潤滑效果。
[0034]實施例二
[0035]本實施例所提供的耐磨導板基材與實施例1相同，不同的地方在于耐磨層材料，所述的耐磨層材料包含以下組分(重量百分比):Cu52.6% ；Fe25% ；Ni20% ；Mn0.2 % ；A10.6% ;石墨粉1.5% ;其余為雜質(zhì)，所述的石墨粉為80目石墨粉。
[0036]實施例三
[0037]本實施例所提供的耐磨導板基材與實施例1相同，不同的地方在于耐磨層材料，所述的耐磨層材料包含以下組分(重量百分比):Cu5L5% ；Fe30% ；Nil5% ；Mn0.8 % ；A10.1% ;石墨粉2.5% ;其余為雜質(zhì)，所述的石墨粉為80目石墨粉。
[0038]下表為對本耐磨導板進行試驗,其試驗條件如下:樣本規(guī)格20mm*20mm*20mm ;載荷800公斤,面壓20Mpa、行程140mm,頻率30次/分鐘(線速度大于0.14m / s),經(jīng)過試驗后的耐磨和耐高溫數(shù)據(jù)如表1所示:
[0039]從上述試驗情況可以看出，耐磨層材料中NI元素的占比對本耐磨導板的耐磨性和耐高溫性起到重要作用，在試驗時間超過100小時后磨損量分別為0.021mm、0.016mm、
0.032_，均具備很好的耐磨損能力，適用于往復運動等啟動頻繁又難以形成油膜的場合，比如汽車模具的滑塊和斜楔，高速精密沖床導軌、注塑機和壓鑄機滑腳以及一些冶金設備。
[0040]表1:各實施例耐磨性能測試數(shù)據(jù)
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨導板，包括鑄鋼板材料制成的基體，其特征在于，所述的基體外表面設有合金材料制成的耐磨層，所述的耐磨層材料包含以下組分(重量百分比):Fe25%~30% ；Nil5%~20% ；Mn0.2%~0.8% ；A10.1%~0.6% ;石墨粉 1.5%~2.5% ;其余為 Cu 粉及雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨導板，其特征在于，所述的耐磨層材料包含以下組分:Cu52.45% ；Fe26.93% ；Nil7.95% ；Mn0.53% ；A10.36% ;石墨粉 1.78% ;其余為雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐磨導板，其特征在于，所述的石墨粉采用的是80目石
O
4.一種耐磨導板的制造方法，其包括以下步驟: a、基體退火、去油:將基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)，溫度500-600度，時間I小時； b、銅粉打底:將球銅粉鋪設于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時，球銅粉層厚度為0.3rnrn,燒結(jié)溫度 920 C ； C、合金粉燒結(jié):在上述的b步驟形成的產(chǎn)品上鋪設制造上述耐磨層的合金粉，合金粉層厚3mm，送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)3小時，燒結(jié)溫度1010°C ； d、回火處理:將上述c步驟形成的產(chǎn)品進入燒結(jié)爐內(nèi)進行回火2.5小時，回火溫度1015°C ； e、壓緊處理:在完成上述d步驟的回火后，待產(chǎn)品冷卻至40°C后，利用壓力對產(chǎn)品進行壓緊，使得耐磨層更緊密的貼合；壓緊力300Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨導板的制造方法，其特征在于，所述的e步驟后再進行浸油處理。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨導板的制造方法，其特征在于，所述的b步驟與c步驟之間還設有銅粉結(jié)合度檢驗工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨導板的制造方法，其特征在于，所述的步驟b中燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650 V、800 V、920°C >920 V、920 V、900 V。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨導板的制造方法，其特征在于，所述的步驟c中燒結(jié)時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C>850°C UOlO0C UOlO0C UOlO0C UOOO0C ο
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨導板的制造方法，其特征在于，所述的步驟d中回火時間等分為6個時間段，6個時間段溫度分別為:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、950°C。
【文檔編號】C22C9/00GK103722030SQ201310722531
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】殷明華, 倪建軍, 馮永剛 申請人:嘉興市中誠自潤軸承有限公司