在品种多样化、易切削、环保、低合金化降低成本、低噪音、运行平稳、钢材均匀性好、热处理变形小等方面不断发展。耐磨板的技术质量特性值集中在淬透性、纯净度、晶粒度、带状***等方面。
(1)淬透性
淬透性的高低以及淬透性值的稳定性是评价耐磨板质量的重要指标。淬透性带控制的追求目标:≤3HRC;
(2)纯净度
耐磨板的洁净度对齿轮疲劳寿命的影响越来越受到关注。钢中存在的氧化物和硫化物夹杂、***元素如N、H、O、P、S等,降低钢材的力学性能,恶化钢材的工艺性能,从而影响汽车渗碳齿轮的使用寿命。
①耐磨板氧含量控制的追求目标:[O]≤10ppm;
②高品质耐磨板中禁止加Ti,Ca,且规定钢中Ti≤0.01%、钢中Ca≤0.0005%;
③非金属夹杂物控制的追求目标:A≤2级、B≤2级、C≤1级、D≤1级;
(3)晶粒度
晶粒大小是耐磨板的一项重要指标。耐磨板中细小均匀的奥氏体晶粒,淬火后得到细马氏体***,明显改善齿轮的疲劳性能,同时减少齿轮热处理后的变形量。细小均匀的奥氏体晶粒度对零件的强度、韧性均有特殊贡献。特别是对提高齿轮的断裂韧性,5吨装载机刀板更换有学问,增强齿轮的脆断抗力具有重要意义。耐磨板晶粒度要求≥6级。目前国际上为获得高温(>960℃)渗碳耐磨板,冶炼时添加或复合添加微合金元素Nb、V、Zr等,在钢中形成合金碳氮化物,钢的晶粒度≥8级。
(4)带状***
带状***是耐磨板的***缺陷。对耐磨板而言,严重的带状***将影响渗碳的均匀性,增加淬火变形程度,使渗碳齿轮尺寸精度差。因此,耐磨板的带状***控制的追求目标是不大于2级。
高品质耐磨板的技术发展方向:淬透性带≤3HRC;氧含量[O]≤10ppm;[Ti]≤0.0030%;[Ca]≤0.0005%;夹杂物A≤2级、B≤2级、C≤1级、D≤1级;晶粒度细于8级;带状***≤2级。
如何生产加工优质耐磨钢板
(1)防止堆焊变形的措施对细长轴及直径大而壁厚不大的圆筒形零件表面堆焊(例 如高炉料钟〉,要考虑如何防止堆焊后变形。为防止堆焊后变形,一般可采用夹具或焊上临 时支撑铁,以增大刚度;也可采用预先反变形法,消除堆焊后变形;或采用对称焊法或跳焊 法等合理的堆焊顺序,减小变形。对于要求高的,可以在堆焊过程中设法测量变形,通过改 变焊接顺序随时调整变形方向及变形量。堆焊时尽可能采用较小的电流及较细的焊条,并采 取层间冷却的办法,防止堆焊部位局部过热,这样可以减小变形,但是采用这个方法将降低 堆焊效率。
(2)防止堆焊层开裂和剥离由于堆焊层与基体金属成分相差较大,线胀系数也相差 较大,从而引起较大的内应力,使得堆焊层在冷却过程中产生裂纹和剥离〈即堆焊层从基 体上剥落下来〉。防止这种缺陷的关键是设法减小堆焊时的焊接热应力。
1)对工件进行焊前预热和焊后缓冷。对工件进行整体预热或合理的局部预热,能减小 堆焊层的拉应力,是避免裂纹和剥离的主要工艺措施。例如锻模和大阀门堆焊时,常采用整 体预热的办法防止裂纹。对于不锈钢、高碳钢等塑性好的堆焊材料一般不必预热。堆焊层硬 度不太高或硬度虽髙但堆焊面积不大,以及堆焊过程本身产生的热可以将整个零件加热的情 况下,也可以采用不预热堆焊。
2)采用堆焊过渡层法。先用塑性好、强度不高的普通焊条进行打底,然后再堆焊高硬 度的堆焊层,这样有利于避免裂纹的形成。
3)避免连续多层堆焊。防止堆焊部位过热的办法是避免连续多层堆焊,在有些情况下 可以减小应力,防止堆焊层裂纹或剥离。
4)防止堆焊层硬度偏低在正确选定堆焊材料的条件下,要防止因过分稀释和合金 元素的烧损而造成堆焊层硬度偏低,因此尽量采用小电流和短弧焊。
耐磨板的性能特点:
1.很高的耐磨性能
耐磨板耐磨层厚度3-12㎜,耐磨层硬度可以达到HRC58-62,耐磨性能是普通钢板的15-20倍以上,是低合金钢板性能5-10倍以上,是高铬铸铁耐磨性能2-5倍以上,厦工装载机刀板选用原则,耐磨性远远高于喷焊和热喷涂等方法。
2.较好的冲击性能
耐磨板是双层金属结构,耐磨层和基材之间是冶金结合,结合强度高,可在受冲击的过程中吸收能量,耐磨层不会脱落,可以应用到振动、冲击较强的工况条件下,这一点是铸造耐磨材料和陶瓷材料所不及的。
3.很好的耐温性能
耐磨板合金碳化物在高温下有很强的稳定性能,耐磨板可以在500℃内使用,其他特殊要求温度可以定制生产,能够满足1200℃以内条件下使用;陶瓷、聚氨脂、高分子材料等采取粘贴方式耐磨材料无法满足如此高温要求。
4.很好的连接性能
耐磨板基材是普通Q235钢板,保证耐磨板具有韧性和塑性,提供抵抗外力的强度,可以采取焊接、塞焊、螺栓连接等多种方式和其他结构进行联系,连接牢固,无锡装载机刀板,不容易脱落,连接方式多于其他材料;
5.很好的选择性能
耐磨板选择不同厚度基材,堆焊不同层数和厚度的合金耐磨层,可以得到不同厚度和不同用途的钢板,厦工XG956H装载机刀板选型,厚度可达到30㎜以上;
6.很好的加工性能
耐磨板能够按要求加工成不同规格尺寸,可以进行加工、冷弯成型、焊接、弯曲等,方便使用;可以现场拼焊成型,使维修更换工作变得省时、方便,大大降低工作强度。
7.很好的性价格比
耐磨板价格较普通材料有所提高,但考虑到产品使用寿命,综合考虑维修费用、备件费用和停机损失,其性能价格比远高于普通钢板和其他材料。
(1)高抗磨损性能:磨损试验表明耐磨复合板的耐磨性比低碳钢高20倍以上,比不锈钢、高锰钢高5倍以上。
(2)高抗冲击性能:由于采用软钢基板,耐磨复合板具有很高的抗冲击性能,充分体现了复合材料既耐磨又抗冲击的优点。
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