一種激光熔覆強(qiáng)化顎板及其制備方法
【專利摘要】一種激光熔覆強(qiáng)化顎板，它是一種在普通顎板基材表面附有一層0.6-1.8mm厚的合金粉末層的強(qiáng)化顎板，其合金粉末的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C0.15-0.85%，Cr7.5-16.5%，Ni2.5-32%，Mo5-15%，W4.7-9.4%余量為Fe。上述強(qiáng)化顎板的制備方法主要是對普通顎板基材表面進(jìn)行預(yù)處理，清除雜質(zhì)，按上述規(guī)定配比配制合金粉末，按合金粉末：白乳膠的重量比為10：1的比例混合攪拌均勻后涂刷在上述處理后的顎板表面，厚度為0.8-2.0mm，晾干后利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束使上述預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)。本發(fā)明方法制備工藝簡單、成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)，制備的強(qiáng)化顎板質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長。
【專利說明】一種激光熔覆強(qiáng)化顎板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，特別涉及一種破碎機(jī)的顎板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]顎式破碎機(jī)被廣泛應(yīng)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業(yè)中，用于各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎。顎式破碎機(jī)的工作部分是兩塊顎板，一是固定顎板(定顎)，固定在機(jī)體前壁上，另一是活動顎板(動顎)，位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔。由于顎式破碎機(jī)惡劣的工況，對顎板的耐磨和耐沖擊性能提出了更高要求，工程實(shí)際中常用普通顎板的材質(zhì)是ZGMnl3。
[0003]顎式破碎機(jī)的顎板表面通常做成齒形，齒形齒峰的角度為90°?120°，其大小由被破碎物料的性質(zhì)和塊度而定。顎板在顎式破碎機(jī)工作時，直接與物料接觸，承受巨大的破碎力和物料的摩擦作用，顎板的使用壽命直接關(guān)系到顎式破碎機(jī)的工作效率和生產(chǎn)成本。因此，延長顎板的使用壽命就顯得尤為重要。
[0004]近年來，針對如何延長顎板的使用壽命，很多工程技術(shù)人員從設(shè)計、選材、裝配以及使用過程進(jìn)行了很多改進(jìn)，例如采用ZGMnl3Cr2等多 合金復(fù)合材料替代傳統(tǒng)的ZGMnl3，可以達(dá)到提高壽命的目的。但是，采用這些工藝方法，普遍存在使得用戶企業(yè)成本提高，顎板的綜合性價偏低的問題。隨著礦料硬度的提高和品位的降低，對顎板提出了更加苛刻的要求，現(xiàn)有工藝方法無法滿足顎板長時間連續(xù)生產(chǎn)、低成本、低消耗的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、節(jié)能環(huán)保、成本低、壽命長的激光熔覆強(qiáng)化顎板及其制備方法。本發(fā)明主要是在現(xiàn)有普通顎板基礎(chǔ)上，通過激光熔覆技術(shù)制得強(qiáng)化顎板。
[0006]本發(fā)明的激光熔覆強(qiáng)化顎板是一種在普通顎板基材表面附有一層0.6-1.8mm厚的合金粉末熔層的強(qiáng)化顎板，其合金粉末的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C0.15-0.85%，Cr7.5-16.5%, Ni2.5-32%, Mo5_15%，W4.7-9.4% 余量為 Fe。
[0007]上述激光熔覆強(qiáng)化顎板的制備方法:
[0008]1、對鑄造高錳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼的普通顎板基材表面進(jìn)行預(yù)處理，通過噴砂、打磨、清洗，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)。
[0009]2、按上述規(guī)定的化學(xué)配比，將粒度為120-325目合金粉末用三維混粉器混合2小時,混合均勻。
[0010]3、按上述合金粉末:白乳膠的重量比為10:1的比例混合，攪拌均勻，混合均勻后的合金粉末具有一定粘度且無結(jié)塊，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在上述處理后的顎板表面，預(yù)涂合金粉層厚度為0.8-2.0mm,晾干。
[0011]4、利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 800-38001、矩形光斑2父8_、搭接率5-50%、掃描速度￥= 100-720mm/min,使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，隨著半導(dǎo)體激光光束的移動，在顎板基材表面獲得均勻的0.6-1.8mm厚耐沖擊磨損合金層。
[0012]在半導(dǎo)體激光器輸出的矩形高能量光束作用下，預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面金屬發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在周圍常溫金屬的冷卻作用下，獲得了晶粒細(xì)小、組織致密帶有陶瓷顆粒增強(qiáng)相的合金層，制得了強(qiáng)化顎板，明顯提高了顎板的工作壽命。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、制備工藝簡單、無污染，成本明顯降低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0015]2、采用本發(fā)明方法制得的合金層，其中彌散分布著大量碳化物陶瓷硬質(zhì)相，具有理想的抗沖擊磨粒磨損及硬面磨損性能，實(shí)現(xiàn)了顎板的強(qiáng)化，延長了顎板的工作壽命，與傳統(tǒng)ZGMn13顎板相比，其壽命提高1.5倍以上。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
[0017]對ZGMnl3顎板基材表面通過噴砂方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C0.15%，Cr7.5%,Ni2.5%，Mo5%，W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻,然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為0.8mm,晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 800W，矩形光斑2 X 8mm,搭接率5 %,掃描速度V = 100mm/min,使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的0.6mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化.顎板。
[0018]實(shí)施例2:
[0019]對ZGMnl3顎板基材表面通過打磨方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.45%，Crl 1%,Ν?5.5%，Mo7%, W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為2.0mm,晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 1800W，矩形光斑2 X 8mm，搭接率25%，掃描速度V = 500mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的1.8mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
[0020]實(shí)施例3:
[0021]對ZGMnl3顎板基材表面通過清洗方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.45%，Crl 1%,Ν?5.5%，Mo7%, W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為1.2mm，晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 1850W，矩形光斑2X8mm,搭接率30%,掃描速度V = 450mm/min,使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的Imm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
[0022]實(shí)施例4:
[0023]對ZGMnl3顎板基材表面通過清洗方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.65%，Crl6.5%，Ni32%, Mo 10%, W9.4%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為1.2mm,晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 2150W，矩形光斑2 X 8mm，搭接率50%，掃描速度V = 700mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的Imm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
[0024]實(shí)施例5:
[0025]對ZGMnl3顎板基材表面通過噴砂方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.25%，Cr 13.5%，Ni22%, Mo 10%, W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為1.6mm，晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 1950W，矩形光斑2 X 8mm，搭接率20%，掃描速度V = 650mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的1.4mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
.[0026]實(shí)施例6:
[0027]對ZGMnl3顎板基材表面通過噴砂方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末的粒度為120?325目，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.25%，Cr 13.5%，Ni 22%, Mo 10%, W9.4%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為1.8_，晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 2050W，矩形光斑2 X 8mm，搭接率30%，掃描速度V = 480mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的1.6mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
[0028]實(shí)施例7:
[0029]對ZGMnl3顎板基材表面通過噴砂方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.55%，Cr 13.5%，Ni32%, Mo 10%, W6.4%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為0.8mm,晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 1750W，矩形光斑2 X 8mm，搭接率25%，掃描速度V = 720mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的1.6mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔覆強(qiáng)化顎板。
[0030]實(shí)施例8:
[0031]對ZGMnl3顎板基材表面通過打磨方法進(jìn)行預(yù)處理，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)；配制合金粉末5Kg，合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C0.85%，Crll.5%，Ni 32%, Mo 15%, W4.7%，余量為Fe，合金粉末的粒度為120-325目；用三維混粉器將合金粉末混合均勻，混合2小時；取白乳膠0.5Kg與上述合金粉混合,攪拌均勻,然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在顎板的表面，預(yù)涂合金粉層厚度為1.2mm，晾干；利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，，半導(dǎo)體激光器功率P = 3800W，矩形光斑
2X 8mm，搭接率20%，掃描速度V = 720mm/min，使得預(yù)涂的合金粉末與顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)，在顎板基材表面獲得均勻的1.0mm厚耐沖擊磨損合金層，制得表面無裂紋等缺陷的激光熔 覆強(qiáng)化顎板。
【權(quán)利要求】
1.一種激光熔覆強(qiáng)化顎板，其特征在于:它是一種在普通顎板基材表面附有一層0.6-1.8mm厚的合金粉末熔層的強(qiáng)化顎板，其合金粉末的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C0.15-0.85%, Cr7.5-16.5%, Ni2.5-32%, Mo5_15%，W4.7-9.4%，余量為 Fe。
2.權(quán)利要求1所述的激光熔覆強(qiáng)化顎板的制備方法，其特征在于: (1)對高錳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼的普通顎板基材表面進(jìn)行預(yù)處理，通過噴砂、打磨、清洗，清除顎板基材表面的銹蝕、油污、氧化皮等雜質(zhì)； (2)按上述規(guī)定的化學(xué)配比，將粒度為120-325目合金粉末用三維混粉器混合2小時，混合均勻； (3)按上述合金粉末:白乳膠的重量比為10:1的比例混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在上述處理后的顎板表面，預(yù)涂合金粉層厚度為0.8-2.0mm,晾干； (4)利用大功率半導(dǎo)體激光器輸出的高能量光束對顎板熔覆表面進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體激光器功率P = 800-3800W、矩形光斑2X8mm、搭接率5-50%、掃描速度V= 100-720mm/min,使得上述預(yù)涂的合金粉末與.顎板基材表面發(fā)生快速冶金反應(yīng)。
【文檔編號】B02C1/10GK103436878SQ201310325530
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】付宇明, 陳德勝, 鄭麗娟, 霍立軍 申請人:燕山大學(xué)