噴射成形技術(shù)是一種非常有發(fā)展前景和潛能的制備技術(shù),在高合金化材料成形和制備方面有很大優(yōu)勢(shì)。堆焊耐磨鋼板噴射成形技術(shù)原理是熔融堆焊耐磨鋼板在高壓惰性氣體的作用下被霧化成細(xì)小彌散的液滴,隨后在高速飛行的過(guò)程中迅速冷卻至過(guò)冷態(tài),然后在凝固前沉積到收集器上形成連續(xù)致密的近終形坯件。
耐磨鋼板噴射成形技術(shù)工藝大大簡(jiǎn)化,生產(chǎn)周期縮短,大大降低成本,可以制備近終成型的坯體;冷凝速度快,冷速高達(dá)103 K/s,從而了組織宏觀偏析,獲得了精細(xì)的呈等軸狀的顯微組織。
不僅如此,它的高沉積率,單個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量通??蛇_(dá)1 t 以上,有利于工業(yè)化生產(chǎn);高合金性能優(yōu)異,噴射成形材料性能(如耐蝕性、耐磨性、磁性以及強(qiáng)度和韌性等理化和力學(xué)性能),與粉末冶金材料相當(dāng),比常規(guī)鑄造材料有較大提高。
具有更廣泛的應(yīng)用,可生產(chǎn)多種合金,尤其是在高溫合金、堆焊耐磨鋼板等高合金化材料方面具有明顯優(yōu)勢(shì),在堆焊耐磨鋼板基復(fù)合材料方面也有廣闊的應(yīng)用前景。目前堆焊耐磨鋼板噴射成形技術(shù)主要用于研究開發(fā)各種高性能合金產(chǎn)品,包括鋁合金、銅合金、耐磨板、工具鋼、堆焊耐磨鋼板、軋輥合金以及高溫合金,應(yīng)用范圍涉及汽車、石油化工、電子、航天領(lǐng)域以及很多普通的工業(yè)領(lǐng)域。
依據(jù)耐磨鋼板的加熱方式和熔煉方法的不同,耐磨鋼板也有自己的熔化焊接方法。下面將熔化焊接的幾種方法說(shuō)說(shuō):
氣焊
氣體混合物嫩燒形成高沮火焰。用火焰來(lái)熔化焊件接頭及焊條。常用的氣體是氧與乙炔的混合物,調(diào)整級(jí)與乙炔的比值,可以獲得氧化性、中性及還原性的火焰。這種方法所用的設(shè)備較為簡(jiǎn)單,而加熱區(qū)寬,但焊后焊件的變形較大。并且操作費(fèi)用較高,因而已逐漸被電弧焊代替。
鑄焊
這是較早的焊接方法,采用鋁熱劑或鎂熱劑氧化時(shí)放出的熱量來(lái)熔化金屬:它的特點(diǎn)是設(shè)備及操作簡(jiǎn)單,但對(duì)耐磨鋼板來(lái)說(shuō),焊接質(zhì)量不高。只用于修補(bǔ)工件。
電弧焊
這是應(yīng)用廣泛的焊接方法,由于電弧的溫度高于火焰的溫度。加熱更為集中,適用于各種形狀及尺寸的焊件,并且焊件體積愈大。厚度愈厚,電弧焊的優(yōu)點(diǎn)愈為突出。這種焊接方法可以細(xì)分為許多類型,按電弧的作用、電極的類型、電流的種類、熔池的保護(hù)方法等可以有幾十種之多。按照電弧作用于金屬的方法??梢苑譃橹苯拥?、間接的及綜合的三種焊接方法。應(yīng)用廣泛的電弧焊接方法只有三類:電渣焊、真空電子束焊接、激光束焊。
電渣焊
這是前蘇聯(lián)發(fā)展的電焊方法,在工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用。它是利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱來(lái)熔化金屬的。這種熱源加熱的范圍比電弧大,每一根焊絲可以單獨(dú)成一個(gè)回路,增加焊絲數(shù)目,可以一次焊接很厚的焊件。焊條金屬滴通過(guò)熔渣滴下,加速金屬與熔渣反應(yīng),有提純作用。
真空電子束焊接
這是用來(lái)焊接技術(shù)方面的高熔點(diǎn)及活潑金屬的小零件的。這種方法的特點(diǎn)是將焊件放在高真空容器內(nèi),容器內(nèi)裝有電子槍。利用高速電子束打在焊件上將焊件熔化而進(jìn)行焊接。這種方法可以獲得高質(zhì)量的焊件。
激光束焊
該焊接方法的能束為相干單色光。對(duì)其進(jìn)行光學(xué)聚焦能夠產(chǎn)生與電子束焊相近的能f密度,因此它可以在金屬工件上燕發(fā)出一個(gè)空潤(rùn)。并且以鎖孔的模式焊接。激光器有固體激光器和激光器。激光器的功率一般小于5 kW。激光焊接應(yīng)用于汽車工業(yè)上批量生產(chǎn)的部件,替代了電子束焊。
耐磨鋼板是一種大面積磨損工況條件下使用的特種板材產(chǎn)品,目前常用的耐磨鋼板是在韌性、塑性較好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過(guò)堆焊方法復(fù)合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的合金耐磨層而制成的板材產(chǎn)品。除此之外,還有鑄造耐磨鋼板和合金淬火耐磨鋼板等。
無(wú)論是哪一類耐磨鋼板,它都是由兩部分組成的,分別是碳鋼板和合金耐磨層。正常情況下,耐磨鋼板合金耐磨層的厚度為總厚度的1/3-1/2,工作時(shí)由基體提供抵抗外力的強(qiáng)度、韌性和塑性等綜合性能,由合金耐磨層提供滿足指定工況需求的耐磨性能。
耐磨鋼板合金耐磨層和基板之間采用的是冶金結(jié)合的方式,通過(guò)專用設(shè)備和自動(dòng)焊接工藝,將高硬度自保護(hù)合金焊絲均勻地焊接在基板上,復(fù)合層數(shù)一層至兩層以至多層。在復(fù)合過(guò)程中,由于合金收縮比不同,可能會(huì)出現(xiàn)均勻橫向裂紋,這是耐磨鋼板的顯著特點(diǎn)。
耐磨鋼板的合金耐磨層主要以鉻合金為主,同時(shí)還添加錳、鉬、鈮、鎳等其它合金成份,金相組織中碳化物呈纖維狀分布,纖維方向與表面垂直;合金碳化物在高溫下有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,保持較高的硬度,同時(shí)還具有很好的抗氧化性能,在500℃以內(nèi)完全正常使用。
耐磨鋼板主要分為通用型、抗沖擊型和耐高溫型三類,應(yīng)用的場(chǎng)合也是不同的,但它們基本已經(jīng)涉及到了各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,包括冶金、煤炭、水泥、電力、玻璃、礦山、建材、磚瓦等行業(yè),與其他材料相比,有很高的性價(jià)比。
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