一種耐磨導(dǎo)板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐磨導(dǎo)板及其制造方法，屬于機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中的耐磨導(dǎo)板耐磨性能不高的問(wèn)題。本耐磨導(dǎo)板包括鑄鋼板材料制成的基體，基體外表面設(shè)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(dǎo)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(diǎn)；同時(shí)在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導(dǎo)板的自潤(rùn)滑性能，具備機(jī)械強(qiáng)度好，可長(zhǎng)期使用無(wú)需供油的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種耐磨導(dǎo)板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的導(dǎo)板，特別是一種耐磨的導(dǎo)板。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)板配合于軋機(jī)機(jī)架與軋輥軸承座之間，起導(dǎo)向作用。機(jī)架導(dǎo)板的硬度范圍通常為HRC58~62，較軸承座導(dǎo)板硬度高4~5度。導(dǎo)板的硬度不僅提高材料的抗磨性能，同時(shí)也提高了材料的抗拉強(qiáng)度，更有效地防止由于摩擦而產(chǎn)生的劃傷或刻痕。由于導(dǎo)板在工作過(guò)程中既受軸承座的滑動(dòng)摩擦以及來(lái)自軸承座的沖擊，又要抵抗來(lái)自高壓噴水的腐蝕和氣蝕影響，磨損極其嚴(yán)重，用單一材質(zhì)已無(wú)法滿足導(dǎo)板苛刻的使用要求。就目前國(guó)內(nèi)中厚板軋機(jī)及中、寬熱連軋所使用的導(dǎo)板來(lái)看，主要有以下四種類型:表面感應(yīng)淬火導(dǎo)板、表面氮化導(dǎo)板、尼龍導(dǎo)板和復(fù)合導(dǎo)板，其中表面感應(yīng)淬火導(dǎo)板、表面氮化導(dǎo)板的使用壽命一般為4個(gè)月，尼龍導(dǎo)板的使用壽命一般為I年，復(fù)合導(dǎo)板的使用壽命為2~3年，但是復(fù)合導(dǎo)板大多數(shù)是從國(guó)外引進(jìn)，價(jià)格昂貴。目前國(guó)內(nèi)提高導(dǎo)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(shí)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(fù)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(lái)提高導(dǎo)板的硬度及耐磨性能，但變形問(wèn)題難以控制，無(wú)法避免，且硬化層非常薄。
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本領(lǐng)域人員進(jìn)行了一定的改進(jìn)，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610040275.3公開的一種穿孔機(jī)導(dǎo)板的化學(xué)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(shè)計(jì)的特點(diǎn)是Ni元素含量極高，并加入了一定量的W元素，使穿孔機(jī)導(dǎo)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(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種耐磨性能好的導(dǎo)板。
[0005]本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種耐磨導(dǎo)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(shè)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(dǎo)板中，所述的石墨粉采用的是80目石墨。
[0007]在上述的耐磨導(dǎo)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(dǎo)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(shí)后爐內(nèi)冷卻；
[0009]b、銅粉打底:將球銅粉鋪設(shè)于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時(shí)，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(shè)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(shí)，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(jìn)入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行回火2.5小時(shí)，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(duì)產(chǎn)品進(jìn)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(dǎo)板制造方法中，所述的e步驟后再進(jìn)行浸油處理。石墨材料采用浸油處理后，石墨本身能吸收潤(rùn)滑油，在軸承運(yùn)動(dòng)過(guò)熱后，由于石墨材料的膨脹作用，石墨會(huì)向外滲油，進(jìn)一步提高耐磨導(dǎo)板的潤(rùn)滑效果。
[0014]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的b步驟與c步驟之間還設(shè)有銅粉結(jié)合度檢
驗(yàn)工序。
[0015]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的步驟b中產(chǎn)品進(jìn)給速度為7.5m / h。
[0016]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的步驟c中產(chǎn)品進(jìn)給速度為5m / h。
[0017]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的步驟d中產(chǎn)品進(jìn)給速度為6m / h。
[0018]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的步驟b中燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(dǎo)板制造方法中，所述的步驟c中燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)間段溫度分別為:650°C>850°CUOlO0CUOlO0CUOlO0CUOOO0C ο
[0020]在上述的耐磨導(dǎo)板制造方法中，所述的步驟d中回火時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(dǎo)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(diǎn)；同時(shí)在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導(dǎo)板的自潤(rùn)滑性能，具備機(jī)械強(qiáng)度好，可長(zhǎng)期使用無(wú)需供油的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本耐磨導(dǎo)板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本耐磨導(dǎo)板制造方法的工藝流程圖。
[0024]圖中，1、基體；2、耐磨層。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，本耐磨導(dǎo)板，包括鑄鋼板材料制成的基體1，基體外表面設(shè)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(dǎo)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(diǎn)；同時(shí)在耐磨層內(nèi)彌散分布有石墨粉，增加導(dǎo)板的自潤(rùn)滑性能，具備機(jī)械強(qiáng)度好，可長(zhǎng)期使用無(wú)需供油的優(yōu)點(diǎn)。[0028]如圖2所示為本耐磨導(dǎo)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(shí)間I小時(shí)，注意氣體保護(hù)以防止基體氧化；
[0030]b、銅粉打底:將球銅粉鋪設(shè)于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時(shí)，燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(jìn)給速度為7.5m / h;完成燒結(jié)后，檢驗(yàn)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(shè)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(shí)，燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(jìn)給速度為5m / h。完成燒結(jié)后檢測(cè)產(chǎn)品厚度是否符合要求，若不符合要求，則通過(guò)壓緊機(jī)進(jìn)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(jìn)入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行回火2.5小時(shí)，回火時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(jìn)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行校平，平整度在0.3mm以內(nèi)。最后產(chǎn)品進(jìn)行浸油處理。石墨材料采用浸油處理后，石墨本身能吸收潤(rùn)滑油，在摩擦運(yùn)動(dòng)過(guò)熱后，由于石墨材料的膨脹作用，石墨會(huì)向外滲油，進(jìn)一步提高鋼套的潤(rùn)滑效果。
[0034]實(shí)施例二
[0035]本實(shí)施例所提供的耐磨導(dǎo)板基材與實(shí)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(shí)施例三
[0037]本實(shí)施例所提供的耐磨導(dǎo)板基材與實(shí)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(duì)本耐磨導(dǎo)板進(jìn)行試驗(yàn),其試驗(yàn)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(guò)試驗(yàn)后的耐磨和耐高溫?cái)?shù)據(jù)如表1所示:
[0039]從上述試驗(yàn)情況可以看出，耐磨層材料中NI元素的占比對(duì)本耐磨導(dǎo)板的耐磨性和耐高溫性起到重要作用，在試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)100小時(shí)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(fù)運(yùn)動(dòng)等啟動(dòng)頻繁又難以形成油膜的場(chǎng)合，比如汽車模具的滑塊和斜楔，高速精密沖床導(dǎo)軌、注塑機(jī)和壓鑄機(jī)滑腳以及一些冶金設(shè)備。
[0040]表1:各實(shí)施例耐磨性能測(cè)試數(shù)據(jù)
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨導(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(shí)間I小時(shí)； b、銅粉打底:將球銅粉鋪設(shè)于基體上送入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2小時(shí)，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(shè)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(shí)，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(jìn)入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行回火2.5小時(shí)，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(duì)產(chǎn)品進(jìn)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(dǎo)板的制造方法，其特征在于，所述的e步驟后再進(jìn)行浸油處理。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨導(dǎo)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(shè)有銅粉結(jié)合度檢驗(yàn)工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨導(dǎo)板的制造方法，其特征在于，所述的步驟b中燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(dǎo)板的制造方法，其特征在于，所述的步驟c中燒結(jié)時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)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(dǎo)板的制造方法，其特征在于，所述的步驟d中回火時(shí)間等分為6個(gè)時(shí)間段，6個(gè)時(shí)間段溫度分別為:650°C、850°C、1015°C、1015°C、1015°C、950°C。
【文檔編號(hào)】C22C9/00GK103722030SQ201310722531
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:嘉興市中誠(chéng)自潤(rùn)軸承有限公司