锤刀表面硬质合金覆层的性能及失效机理分析.pdf

工 具 技 术 锤刀表面硬质合金覆层的性能及失效机理分析 李文虎 刘福田 陕西理工学院 济南大学 摘 要：在去毛刺机锤刀表面制备了硬质合金覆层 ，研究了锤刀表面硬质覆层的硬度及磨损形貌，并对其失效 机理进行了分析研究，指出锤刀表面硬质合金覆层的主要失效机理是热载荷作用下的裂纹扩展。 关键词：去毛刺机锤刀， 硬质合金覆层， 失效机理 PerformancesandFailureMechanism ofHardAlloyCladdingonHammerTool LiWenhu LiuFutian Abstract：ThehardalloycladdingwaspreparedOnthesurfaceofhammertoolofburrremovingmachine．Thehardnessand wearapperaanceofthehardalloycladdingwere investigated，nadthefailuremechanism ofthishardalloycladdingWasanalyzed． Itisfoundthatthemainfailuremechanism ofhtehardalloycladdingiscrackpropagationundertheeffectofheatloads． Keywords：hammertoolofburrremovingmachine， hardalloycladding， failuremechanism 1 引言 2 锤刀的制备 目前，在轧钢工艺中所使用的连铸坯通常采用 锤刀基体材质采用45钢，并经过三次锻打+调 火焰切割的方式定尺分段，以满足轧制工艺需要。 质热处理。硬质合金覆层采用Fe一6B．48Mo．5Cr-5Ni一 但是，在火焰切割连铸坯的过程中，熔融的金属在流 0．8C／10WC的双相硬质合金为基础材料体系，以钼 经切 口下表面时因冷却而容易形成倒三角状的凸起 粉、FeB粉、还原铁粉、WC为基本原料。覆层的原料 毛刺。这种毛刺尖端锐利，在钢坯运输过程中容易 配比见表 1。 造成辊道等运输设备表面划伤，并在轧制过程中会 表 1 覆层的原料配比 在板材端部形成疤痕，不仅影响轧辊的工作寿命 ，而 覆层原料 Mo粉 FeB fCafWC {Fe粉 含量(wt％) 48 30 Io．7l10 l余量 且对钢材质量影响很大。随着铸坯直接热送技术的 发展，热装热送率不断提高，对零缺陷铸坯的需求量 将原料按表 1配比并与少量还原剂C粉、粘接剂 也随之增大，因此，采用去毛刺机在线去除铸坯毛刺 PVB、稀释溶剂无水乙醇共同置于球磨罐中球磨24小 已成为轧钢生产流程中不可缺少的重要环节。 时(转速为800r／rain)，形成均匀稳定的悬浮料浆。 目前，去毛刺机上使用的锤刀材质大多为高锰 采用喷涂法在图1所示的锤刀A面与棱边处涂 钢，采用锻打工艺成型后，再进行调质热处理。由于 覆双相硬质涂层，干燥后置于真空烧结炉内烧结，烧 锤刀在工作过程中反复受到钢坯的高速冲击，因此 结条件为：真空度：I．0X10～～i．0X10-3Pa；烧结 其主要失效形式是摩擦磨损、剥落和断裂。由于锤 温度 ：以10℃／min的速度从室温加热至 400qC并保 刀磨损速度快，且易发生冲击破裂，使用寿命较短， 温30rain，继续加热至 1050℃并保温30min，然后以 不得不经常停产进行