本发明涉及一种强化刮板，尤其是一种通过激光熔覆形成强化层的刮板。
背景技术：
：煤炭是基础性能源，对工业发展影响巨大。2017年，我国的煤炭产量已达到3445.00mt，居世界第一。在煤矿开采中，刮板运输机是应用最为广泛的设备。刮板运输机中的刮板主要采用16mn等低合金高强度结构钢制造，其含碳量为0.1～0.25％，其合金元素主要有锰、硅等，其综合性能优良，冷冲压性能好，具有较好的强韧性和抗压强度。但是在传输煤炭过程中，由于煤炭内往往含有一定比例的煤矸石，莫氏硬度已经达到6～7，对输煤管的冲刷磨损非常严重，而没有经过强化的16mn等低合金高强度结构钢材料，其硬度一般为hrc14～15，耐磨性能差。刮板运输机由于刮板经常更换，不但增加了采煤成本，也无法满足采煤传输连续工作的需要。公开号为cn106881167a的专利公开了一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，去油清洗；2)激光头x线性轴及y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行，设定激光工艺参数，形成熔覆厚度3mm的激光强化层；选用的金属粉末材料的重量百分比为：65.93％fe、0.07％c、0.8％si、0.6％mn、18.1％cr、12.2％ni、2.3％mo。但是，该专利的耐磨性和硬度相对较差一些。文献《刮板输送机等离子熔覆再制造强化技术的应用》-秦文光.中州煤炭，2016(10)中提到：采用等离子熔覆技术对磨损的刮板输送机进行耐磨再制造强化处理，研究了刮板输送机等离子熔覆再制造在工业生产中的应用。但是等离子熔覆热影响区大，热变形大，同时冷却速率慢。技术实现要素：本发明需要解决的技术问题是提供一种强化刮板，能够提高刮板的硬度和耐磨性，显著延长刮板的使用寿命，满足采煤运输连续工作的需要。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种强化刮板，包括刮板基体和包覆在刮板基体表面的强化层，所述刮板基体的材质为低合金高强度结构钢，所述强化层通过激光熔覆方法将强化材料熔覆于刮板基体表面，强化材料为铁基强化材料。本发明技术方案的进一步改进在于：所述铁基强化材料的组分及各组分的重量百分含量为：c粉：1.65～1.90％，si粉：2.4～3.6％，mn粉：1.52～1.86％，cr粉：31～36％，mo粉：2.08～2.15％，ni粉：4.57～6.35％，ti粉：3.5～7.5％，其余为fe粉。本发明技术方案的进一步改进在于：所述铁基强化材料的组分均为纯度大于99％的粉末，粒径为：135－325目。本发明技术方案的进一步改进在于：所述强化层的厚度为1.6～2.2mm,硬度为hv700～750。本发明技术方案的进一步改进在于：所述低合金高强度结构钢为16mn。本发明技术方案的进一步改进在于：所述激光熔覆方法的工艺参数为：激光功率：2.8～4.0kw，矩形光斑：2×14mm，搭接率：30～50％，扫描速度：450～650mm/min。由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：本发明通过激光熔覆方法将强化材料熔覆于刮板基体表面形成的强化层，控制激光熔覆功率和扫描速度，能够显著提高刮板的硬度和耐磨性，强化后的刮板较低合金高强度结构钢基材的耐磨性提高10倍，硬度提高3倍；同时强化层具有很强的抗裂性能，在局部集中高应力作用下，强化层不会开裂。本发明中c含量达到了1.65-1.9％，cr含量达到了31-36％，所配制的合金粉末属于高碳高铬合金粉末，将在激光熔覆层中得到晶粒度细小的高强度高硬度的马氏体组织结构，显著提高了强化层的硬度和耐磨性；合金粉末配比中的mo含量2.08～2.15％，该元素具有细化晶粒作用，使得熔覆层具有更高的强韧性，同时mo元素也是强化元素，能够形成固溶体或形成碳化物，提高耐磨性；ti的添加是增强了合金层的耐腐蚀性能，同时对保持合金层在外力作用下的硬度能力起重要作用，这是充分研究了刮板工况及损伤形式后给出的配比。本发明的强化层与刮板基体为冶金结合，稀释率低于5～8％，能够保证强化层品质不被刮板基体稀释。本发明的激光熔覆法可采用激光数控加工系统，自动化程度高，生产效率高，同时还能保证产品的质量均一。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：一种强化刮板，包括刮板基体和包覆在刮板基体表面的强化层，所述刮板基体的材质为低合金高强度结构钢，低合金高强度结构钢为16mn。所述强化层通过激光熔覆方法将强化材料熔覆于刮板基体表面，强化材料为铁基强化材料，强化层的厚度为1.6～2.2mm,硬度为hv700～750。铁基强化材料的组分及各组分的重量百分含量为：碳粉：1.65～1.90％，硅粉：2.4～3.6％，锰粉：1.52～1.86％，铬粉：31～36％，钼粉：2.08～2.15％，镍粉：4.57～6.35％，钛粉：3.5～7.5％，其余为铁粉。铁基强化材料的组分均为纯度大于99％的粉末，粒径为：135－325目。激光熔覆方法的工艺参数为：激光功率：2.8～4.0kw，矩形光斑：2×14mm，搭接率：30～50％，扫描速度：450～650mm/min。实施例1：配制强化材料，包含以下组成分：上述各组分均为纯度大于99％的粉末，粒径为：135－325目。然后进行激光熔覆处理，具体步骤如下：对所述16mn等低合金高强度结构钢制备的刮板的待处理表面进行清理，去除氧化皮、油污等杂质；进行激光熔覆处理；所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为：3.3kw，矩形光斑为：2×14mm，搭接率为：50％，扫描速度为：480mm/min。激光熔覆强化层的厚度为2.0mm，强化层的硬度为hv718。对强化层和刮板基体做硬度分析：实验采用便携式轧辊硬度计，测得强化层的平均硬度为hrc62，刮板基体平均硬度为hrc14.5。对未进行强化的刮板材料和实施例1得到的强化层材料分别进行止推圈摩擦副试验。试验条件为：试验力800n、试验转速200r/min，试验结果如表1所示。表1摩擦试验结果材料对磨前质量(g)对磨后质量(g)质量减少百分比(％)对磨时间(min)未强化93.625393.51290.1220强化后97.875697.87070.00520由表1的结果可知，经激光熔覆处理后，强化层较未强化的刮板材料耐磨性提高10倍以上。实施例2配制强化刮板材料，包含以下组成分：上述各组分均为纯度大于99％的粉末，粒径为：135－325目。进行激光熔覆处理，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为：2.8kw，矩形光斑为：2×14mm，搭接率为：30％，扫描速度为：450mm/min。激光熔覆强化层的厚度为1.6mm，强化层的硬度为hv706。对强化层和基体做硬度分析，实验采用便携式轧辊硬度计，测得强化层的平均硬度为hrc60.5，基体平均硬度为hrc14。实施例3配制强化刮板材料，包含以下组成分：上述各组分均为纯度大于99％的粉末，粒径为：135－325目。然后进行激光熔覆处理，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为：4.0kw，矩形光斑为：2×14mm，搭接率为：50％，扫描速度为：650mm/min。激光熔覆强化层的厚度为2.2mm，强化层的硬度为hv723。对强化层和基体做硬度分析，实验采用便携式轧辊硬度计，测得强化层的平均硬度为hrc63.5，基体平均硬度为hrc15。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3