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耐磨襯板是在韌性、塑性很好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過堆焊方法復合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的耐磨層而制成的板材產品。耐磨襯板由低碳鋼板和合金耐磨層兩部分組成,耐磨層的特性主要以下三點:襯板的耐磨層一般占總厚度的1/3~1/2。
工作時由基體提供抵抗外力的強度、韌性和塑性等綜合性能,由耐磨層提供滿足工況需求的耐磨性能。耐磨襯板的耐磨層主要以鉻合金為主,同時還添加錳、鉬、鈮、鎳等其他合金成分,金相組織中碳化物呈纖維狀分布,纖維方向與表面垂直。
碳化物顯硬度可以達到HVl700~2000℃以上,表面硬度可達到HRc58~62。合金碳化物在高溫下有很強的性,保持較高的硬度,同時還具有很好的抗氧化性能,在800℃以內正常使用。耐磨襯板具有很高耐磨性能和較好沖擊性能,能夠進行切割、彎曲、焊接等,可采取焊接、塞焊、螺栓連接等方式與其他結構進行連接,在維修過程中具有省時、方便等特點。
雙金屬耐磨板的斷后伸長率是反映鋼材塑性的重要性能指標,生產中雙金屬耐磨板有時會連續(xù)出現(xiàn)斷后伸長率不合格的現(xiàn)象,導致耐磨板合格率降低。分析其原因有三:帶狀組織尤其是較寬的貝氏體硬組織帶帶狀組織是在連鑄坯加熱時,合金元素和硫等雜質元素的擴散系數(shù)較低,均勻化比較困難,使得偏析存在而產生。
冷拉是在常溫前提下,以超過原來鋼板的屈服點強度的拉應力,強行拉伸鋼板,使耐磨襯板產生塑性變形以達到進步鋼板屈服點強度和節(jié)約鋼材為目的。鋼板冷拉概念:以節(jié)約鋼材、進步鋼板屈服強度為目的,以超過屈服強度而又小于極限強度的拉應力拉伸鋼板,使其產生塑性變形的做法叫鋼板冷拉。
次冷拉效果:取一塊耐磨襯板對其施加拉應力冷拉,鋼板會發(fā)生變形。跟著拉應力增加,鋼板內部承受的拉應力逐漸增大。當內部產生的拉應力超過鋼板具有的屈服點A,而達到C后,休止冷拉,卸去荷載。此時可以看到,鋼板已產生塑性變形,在卸荷過程中,應力應變圖有一個變化,直線O1C比直線OA要緩。
第二次冷拉效果:重新施加拉應力,將耐磨襯板拉伸到破壞,應力應變圖泛起新的變化,新的屈服點在C點四周,顯著高于原來的屈服點A。這個變化說明,鋼板的塑性發(fā)生了變化,塑性小了,硬度大了,鋼板的強度得到進步,這一現(xiàn)象叫變形硬化。
經由以上兩次過程冷拉鋼板制作完成。另不同情況的冷拉控制:冷拉應力控制的情況:對于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼板和5 鋼的鋼板,在冷拉后,作預應力鋼板使用的,要用冷拉應力控制。但耐磨襯板冷拉后經檢查,冷拉率超過了規(guī)范劃定值,還要再進行機械能實驗。
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鋼板的預熱溫度為150~280℃。耐磨襯板堆焊后,要求表面平整,焊縫表面凹凸在焊縫任意25mm長度范圍內,焊縫表面高低差5mm,并且應無缺陷。鋼板焊后保溫緩冷至室溫,不能將鋼板置于風口上冷卻。鋼板焊后緩冷到45℃以下,裝入加熱爐中進行回火處理,具體工藝是:升溫至500℃,升溫、降溫速度45℃/h,保溫5h后隨爐冷卻至150℃時出爐,緩冷到室溫后檢查硬度。
熔池溫度,直接影響到耐磨襯板的焊接質量,熔池溫度高、熔池較大、鐵水流動性好,易于熔合,但過高時,鐵水易下淌,單面焊雙面成形的背面易燒穿,形成焊瘤,成形也難控制,且接頭塑性下降,彎曲易開裂。熔池溫度低時,熔池較小,鐵水較暗,流動性差,易產生未焊透,未熔合,夾渣等缺陷。
一般焊接雙金屬耐磨板的方法有四種,分別是氣焊、手工碳弧焊、手工電弧焊和手工氬弧焊等方法,大型結構也可采用自動焊。氣焊焊接:常用的是對接接頭,搭接接頭和丁字接頭盡量少采用。氣焊可采用兩種鋼板,一種是含有脫氧元素的鋼板,如鋼板27272;另一種是耐磨板和母材的切鋼板,采用氣劑371作助熔劑。
氣焊時應采用中性焰。手工碳弧焊:將工件水道端部加工坡口,把圓孔的周邊用銑訂加工成單邊V型坡口角度45左右,坡口深5至0mm。7個圓堵頭的材質要求與工件相同,厚度5毫米,坡口若懸河形狀尺寸與雙金屬耐磨板相同,要求圓堵的機加工精度與水道緊密配合。
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