权利要求
圆锥衬板基体;
复合堆焊层，覆盖于所述圆锥衬板基体表面，所述复合堆焊层由碳化钨颗粒与D212焊丝通过二氧化碳气体保护焊工艺熔合形成，其中：所述碳化钨颗粒的粒度为14-24目，所述D212焊丝包含铬(3.0-5.0wt%)和钼(1.0-2.0wt%);所述复合堆焊层的厚度为4-10mm，硬度≥380HB。
2.根据权利要求1所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板，其特征在于：所述碳化钨颗粒的纯度≥99%，且无明显杂质与结块，且作为硬质相均匀分散在D212焊丝形成的合金基体中，形成抗冲击耐磨复合结构。
3.根据权利要求2所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、基体预处理：对圆锥衬板基体表面进行打磨、除锈及喷砂处理，使表面粗糙度达 Ra25-50μm;
步骤二、堆焊材料铺设：将14-24目碳化钨颗粒均匀铺设于待堆焊区域;
步骤三、碳化钨颗粒预热：在80-120℃下预热1-2小时;
步骤四、二氧化碳气体保护焊堆焊：采用D212焊丝进行多层多道堆焊，并控制焊接电流250-300A，焊接电压25-30V，二氧化碳气体流量10-15L/min，焊接速度20-30cm/min，送丝速度8-10m/min;
步骤五、熔池温度动态控制：通过红外测温仪监测熔池温度，动态调节电流使温度保持在1450-1550℃;
步骤六、后处理：堆焊后缓冷至室温，打磨去除表面缺陷。
4.一种矿山破碎机用圆锥衬板的，其特征在于：所述喷砂工艺采用10-20目石英砂，喷砂压力0.6-0.8MPa，喷砂时间3-5min。
5.根据权利要求4所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板，其特征在于：所述多层多道堆焊中首层堆焊采用过渡层工艺参数：焊接电流280-290A，焊接电压28-29V，过渡层厚度2-3mm;后续层堆焊参数逐步调整至设定范围，直至堆焊层总厚度达4-10mm。
6.根据权利要求5所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板，其特征在于：所述后处理包括梯度分级冷却：
堆焊层在250-300℃保温30分钟;
以≤5℃/min速率缓冷至100℃;
空冷至室温。
7.根据权利要求6所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板，其特征在于：所述复合堆焊层与圆锥衬板基体的结合强度≥300MPa。
8.根据权利要求7所述的一种矿山破碎机用圆锥衬板，其特征在于：所述圆锥衬板在矿山破碎机中用于矿石破碎时，使用寿命对应的矿石破碎量≥90万吨。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及圆锥破碎机技术领域，具体为一种矿山破碎机用圆锥衬板。
背景技术
[0002]在矿山开采作业中，圆锥破碎机承担着矿石破碎的重要任务，其核心部件圆锥衬板长期处于矿石的高强度冲击、摩擦环境中，工况极为恶劣。传统圆锥衬板多采用单一材质或常规堆焊工艺，导致耐磨性能有限，使用寿命普遍较短，通常仅能维持40万吨。频繁更换圆锥衬板不仅大幅增加了设备维护成本，还会造成设备长时间停机，严重影响矿山生产效率。
[0003]目前，虽然存在一些通过添加碳化钨提升衬板性能的技术尝试，但多因颗粒粒度选择不当、堆焊工艺不匹配等问题，导致堆焊层存在结合强度不足、易剥落等缺陷。例如，部分技术使用的碳化钨颗粒粒度不合适，在堆焊过程中难以与基体及其他材料充分融合，使得堆焊层无法发挥应有的性能优势。因此，亟需开发一种能有效解决上述问题、显著提升圆锥衬板性能的创新产品。
发明内容
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿山破碎机用圆锥衬板，解决了上述背景技术中提出的问题。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种矿山破碎机用圆锥衬板，包括：
圆锥衬板基体;
复合堆焊层，覆盖于所述圆锥衬板基体表面，所述复合堆焊层由碳化钨颗粒与D212焊丝通过二氧化碳气体保护焊工艺熔合形成，其中：所述碳化钨颗粒的粒度为14-24目，所述D212焊丝包含铬(3.0-5.0wt%)和钼(1.0-2.0wt%);所述复合堆焊层的厚度为4-10mm，硬度≥380HB。
[0006]根据上述技术方案，所述碳化钨颗粒的纯度≥99%，且无明显杂质与结块，且作为硬质相均匀分散在D212焊丝形成的合金基体中，形成抗冲击耐磨复合结构，通过形成"刚柔并济"的抗冲击耐磨体系，碳化钨抵抗磨损，D212基体吸收冲击应力，避免剥落。
[0007]一种矿山破碎机用圆锥衬板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、基体预处理：对圆锥衬板基体表面进行打磨、除锈及喷砂处理，使表面粗糙度达 Ra25-50μm;
步骤二、堆焊材料铺设：将14-24目碳化钨颗粒均匀铺设于待堆焊区域;
步骤三、碳化钨颗粒预热：在80-120℃下预热1-2小时;避免焊接时水分汽化导致堆焊层气孔，提升致密度;
步骤四、二氧化碳气体保护焊堆焊：采用D212焊丝进行多层多道堆焊，并控制焊接电流250-300A，焊接电压25-30V，二氧化碳气体流量10-15L/min，焊接速度20-30cm/min，送丝速度8-10m/min;
步骤五、熔池温度动态控制：通过红外测温仪监测熔池温度，动态调节电流使温度保持在1450-1550℃;超出范围时自动调整电流，防止碳化钨颗粒过度熔化(>1550℃硬质相失效)或未充分融合(<1450℃结合力不足);
步骤六、后处理：堆焊后缓冷至室温，打磨去除表面缺陷。
[0008]根据上述技术方案，所述喷砂工艺采用10-20目石英砂，喷砂压力0.6-0.8MPa，喷砂时间3-5min。
[0009]根据上述技术方案，所述多层多道堆焊中首层堆焊采用过渡层工艺参数：焊接电流280-290A，焊接电压28-29V，过渡层厚度2-3mm;后续层堆焊参数逐步调整至设定范围，直至堆焊层总厚度达4-10mm，首层采用低参数焊接形成2-3mm冶金过渡层，提高基体与堆焊层的结合力，避免界面剥离。
[0010]根据上述技术方案，所述后处理包括梯度分级冷却：
堆焊层在250-300℃保温30分钟;
以≤5℃/min速率缓冷至100℃;
空冷至室温，分阶段控制冷却速率，进一步消除焊接残余应力，降低裂纹率。
[0011]本发明提供了一种矿山破碎机用圆锥衬板。具备以下有益效果：
[0012](1)该发明，碳化钨颗粒与 D212 焊丝形成的复合堆焊层，硬度达到≥380HB，远高于传统堆焊层的硬度。通过在实验室进行的磨损试验，在相同的磨损条件下，采用本发明方法的堆焊层磨损量仅为传统堆焊层磨损量的 43%，能够有效抵御各种工况下的强烈摩擦和冲击，极大地减少了部件表面的磨损量。
[0013](2)该发明，通过合理的基体预处理和堆焊工艺参数控制，堆焊层与基体形成了良好的冶金结合，经测试，堆焊层与基体的结合强度达到300MPa以上，远高于现有部分堆焊技术200MPa左右的结合强度，避免了堆焊层在使用过程中出现剥落、掉块等现象，提高了部件在恶劣工况下的稳定性。
[0014](3)该发明，经实际工业测试验证，采用本发明方法处理的部件，使用寿命显著延长，如圆锥破碎机衬板使用寿命从传统的40万吨破碎量提升至90万吨，提升了125%;水泥磨衬板的使用寿命从原来的3个月延长至7个月，大幅减少了部件更换频率和设备停机时间。以一条年产1000万吨矿石的生产线为例，采用本发明方法后，每年可减少圆锥衬板更换次数2-3次，节省停机时间约50-80小时。
[0015](4)该发明，部件使用寿命的延长，不仅减少了部件的采购成本，以圆锥破碎机衬板为例，一块传统衬板价格约为5万元，采用本发明方法处理的衬板价格虽然略高，约为8万元，但使用寿命延长，每年可减少衬板采购费用约2-5万元。同时，设备停机时间的减少提高了生产效率，降低了因停机造成的生产损失，还减少了设备的维护成本，为企业带来了显著的经济效益，经测算，相关企业每年可增加利润数十万元。
附图说明
[0016]图1为本发明制备流程示意图;
[0017]图2为本发明圆锥衬板产品堆焊层剖面结构示意图;
[0018]图3为本发明堆焊层部分放大展示图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]请参阅图1-图3，本发明的一个实施例为：一种矿山破碎机用圆锥衬板，包括：
圆锥衬板基体;
复合堆焊层，覆盖于所述圆锥衬板基体表面，所述复合堆焊层由碳化钨颗粒与D212焊丝通过二氧化碳气体保护焊工艺熔合形成，其中：所述碳化钨颗粒的粒度为14-24目，所述D212焊丝包含铬(3.0-5.0wt%)和钼(1.0-2.0wt%);所述复合堆焊层的厚度为4-10mm，硬度≥380HB。
[0021]所述碳化钨颗粒的纯度≥99%，且无明显杂质与结块，且作为硬质相均匀分散在D212焊丝形成的合金基体中，形成抗冲击耐磨复合结构，通过形成"刚柔并济"的抗冲击耐磨体系，碳化钨抵抗磨损，D212基体吸收冲击应力，避免剥落。
[0022]一种矿山破碎机用圆锥衬板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、基体预处理：对圆锥衬板基体表面进行打磨、除锈及喷砂处理，使表面粗糙度达 Ra25-50μm;
步骤二、堆焊材料铺设：将14-24目碳化钨颗粒均匀铺设于待堆焊区域;
步骤三、碳化钨颗粒预热：在80-120℃下预热1-2小时;避免焊接时水分汽化导致堆焊层气孔，提升致密度;
步骤四、二氧化碳气体保护焊堆焊：采用D212焊丝进行多层多道堆焊，并控制焊接电流250-300A，焊接电压25-30V，二氧化碳气体流量10-15L/min，焊接速度20-30cm/min，送丝速度8-10m/min;
步骤五、熔池温度动态控制：通过红外测温仪监测熔池温度，动态调节电流使温度保持在1450-1550℃;超出范围时自动调整电流，防止碳化钨颗粒过度熔化(>1550℃硬质相失效)或未充分融合(<1450℃结合力不足);
步骤六、后处理：堆焊后缓冷至室温，打磨去除表面缺陷。
[0023]所述喷砂工艺采用10-20目石英砂，喷砂压力0.6-0.8MPa，喷砂时间3-5min。
[0024]所述多层多道堆焊中首层堆焊采用过渡层工艺参数：焊接电流280-290A，焊接电压28-29V，过渡层厚度2-3mm;后续层堆焊参数逐步调整至设定范围，直至堆焊层总厚度达4-10mm，首层采用低参数焊接形成2-3mm冶金过渡层，提高基体与堆焊层的结合力，避免界面剥离，具体层数根据所需厚度确定，每层堆焊厚度约为3-4mm。这样的厚度设计能够满足不同部件在实际工况下的耐磨需求，对于磨损较为严重的部件，可选择较大的厚度，如10mm;对于磨损相对较轻的部件，可选择较小的厚度，如6mm。
[0025]所述后处理包括梯度分级冷却：
堆焊层在250-300℃保温30分钟;
以≤5℃/min速率缓冷至100℃;
空冷至室温，分阶段控制冷却速率，进一步消除焊接残余应力，降低裂纹率。
[0026]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
说明书附图(3)
声明：
“矿山破碎机用圆锥衬板” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：中机焊业科技（福建）有限公司
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