一种眼镜板及其制备方法
阅读说明：本技术 一种眼镜板及其制备方法 (Spectacle plate and preparation method thereof ) 是由 崔海霞 陈波 韩猛 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种眼镜板及其制备方法,所述眼镜板采用整体高温浇注成型方法,在与切割环配合的眼镜板的切割面及过料孔处增加耐磨涂层,耐磨涂层与基体整体铸造成型,结合牢固,解决了钎焊、粘结等工艺导致的合金或耐磨层脱落的问题。使用过程中只是正常使用寿命的磨损失效,避免了眼镜板因合金块脱落、崩块等原因造成20%的早期失效问题；为解决眼镜板鼻梁处的耐磨性差的问题,在鼻梁处的涂层加入一定量的V元素,以提高涂层的耐磨性和抗冲击性能；耐磨涂层的成本只占眼镜板总价格的30%,大大降低了整件成本,整体的性价比高,给用户带来了更大的选择空间。(The invention discloses a spectacle plate and a preparation method thereof, wherein the spectacle plate is formed by integral high-temperature casting, a wear-resistant coating is added at a cutting surface and a material passing hole of the spectacle plate matched with a cutting ring, the wear-resistant coating and a matrix are integrally cast and formed, the combination is firm, and the problem of alloy or wear-resistant layer falling caused by processes such as brazing, bonding and the like is solved. Only wear failure in normal service life is caused in the use process, so that the problem of 20% early failure of the glasses plate caused by the falling of alloy blocks, block collapse and the like is solved; in order to solve the problem of poor wear resistance at the nose bridge of the glasses plate, a certain amount of V element is added into the coating at the nose bridge so as to improve the wear resistance and the shock resistance of the coating; the cost of the wear-resistant coating only accounts for 30% of the total price of the glasses plate, the cost of the whole piece is greatly reduced, the overall cost performance is high, and a larger selection space is brought to a user.)
技术领域
本发明涉及一种眼镜板及其制备方法，属于机械加工制造领域。
背景技术
眼镜板是混凝土泵车用的一种易损零部件。在泵送过程中，眼镜板与切割环往复交替相对切割运动实现吸料和送料。不仅需要有良好的耐磨性能，还需要具有一定的抗冲击和抗疲劳性能。
当前，泵送行业内眼镜板大都是采用在钢坯基体上镶嵌硬质合金结构，有单合金+内孔堆焊、双合金+内孔堆焊、全合金等结构形式，在保证整体的抗冲击性能的情况下切割面和过料面实现耐磨，以达到提高零件使用寿命的目的。
然而现有技术中硬质合金与钢坯基体的结合方式采取钎焊形式，但无论是单合金、双合金还是全合金，都是通过铜钎焊粘合将钢基体与硬质合金结合，在长时间使用过程中，基体及铜钎焊的间隙部分耐磨性较差，磨损后硬质合金部分裸露，受混凝土石料的冲击磨损易出现崩裂。使不耐磨的钢坯基体与混凝土直接接触，轻微的导致输送过程中漏浆，严重的造成眼镜板切割环严重磨损而提前失效，需要停机维修更换零件，影响施工进度；另一方面，混凝土泵送用眼镜板在与切割环交替切割过程中，最早磨损失效的是眼镜板的鼻梁处，受磨料冲击和切割磨损，此处虽然同样采用了合金加固，但是仍属眼镜板的薄弱位置。
从生产加工的角度考虑，合金镶嵌结构的眼镜板的生产工序多，需要经过：钢坯下料-堆焊-开合金槽-合金配板-钎焊-合金面打磨-钻孔-检验-喷漆。
从生产成本上考虑，硬质合金的采购成本高，一般要占整个眼镜板价格的60%-80%，导致整个眼镜板零件的成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种眼镜板及其制备方法，解决现有技术中解决了钎焊、粘结等工艺导致的合金或耐磨层脱落的问题，同时省去了钢坯下料、堆焊、开合金槽、合金配板、再进行钎焊、合金面打磨等加工流程，加工工艺简单、生产效率高、综合成本低。
为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种眼镜板制备方法，包括以下步骤：
在耐磨颗粒粉末中加入液体粘接剂，搅拌均匀后制得耐磨涂层，并涂抹于眼镜板基体模型的凹槽中；
将铸造金属液高温熔炼，浇注于眼镜板基体模型中，进行整体高温浇注成型；
成型后进行冷却，并采取机加工处理的方式，制得成品眼镜板。
进一步的，所述耐磨颗粒粉末的制备方法为：
将耐磨粉末放入烘箱内烘干后按照预设时间保温后冷却至室温；
将耐磨粉末与铁粉按照比例混合，研磨后得到混合均匀的耐磨颗粒粉末。
进一步的，所述铁粉的粒径为30-60 µm，所述耐磨粉末包括Ti、TiC、石墨、WC和B中的多种，粒径为50-100 µm，耐磨粉末与铁粉的比例为(5-10) : 1。
进一步的，所述眼镜板基体模型的耐磨涂层中还增加有V元素。
进一步的，涂抹于眼镜板基体模型的凹槽中的耐磨涂层，涂层要高于眼镜板基体2mm。
进一步的，挂涂铸造涂料后，将眼镜板基体模型烘干后整齐摆放于砂箱内，预留浇道和冒口。
进一步的，所述铸造金属液为熔融的碳素结构钢和/或合金结构钢。
本发明第二个目的是提供上述制备方法制备得到的眼镜板，包括主体、固定于主体内侧的耐磨涂层。
进一步的，所述耐磨涂层环包括外圆处的耐磨涂层和鼻梁处的耐磨涂层，通过整体浇注结合。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
（1）在与切割环配合的眼镜板的切割面及过料孔处增加耐磨涂层，耐磨涂层与眼镜板的主体采用浇注高温结合为一个浇注整体，增强了眼镜板工作面的耐磨性能，结合牢固，解决了钎焊、粘结等工艺导致的合金或耐磨层脱落的问题；使用过程中只是正常使用寿命的磨损失效，避免了泵车眼镜板因合金块脱落、崩块等原因造成20%的早期失效问题；
（2）在耐磨涂层中加入V元素，以提高涂层的耐磨性和抗冲击性能，将含有V元素的耐磨涂层涂抹于眼镜板鼻梁处，能够解决眼镜板鼻梁处的耐磨性差的问题；
（3）本发明成型的眼镜板，虽整体成型，但工作面与非工作面不同材质，既保证了工作面的耐磨性能又保证基体的加工性和安装固定；
（4）省去了钢坯下料、堆焊、开合金槽、合金配板、再进行钎焊、矫形、合金面打磨等加工流程，加工工艺简单、生产效率高、综合成本低，经计算，比常规的硬质合金镶嵌工艺效率可提高2倍；
（5）耐磨涂层的成本只占眼镜板总价格的30%，大大降低了整件成本，整体的性价比高，给用户带来了更大的选择空间。
附图说明
图1是本发明实施例1的眼镜板制备工艺流程图；
图2是本发明眼镜板的整体结构图；
图3是本发明图2的A-A剖视图；
图中：1、主体；2、耐磨涂层；21、外圆处耐磨涂层；22、鼻梁处耐磨涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
采用如图1所示的流程图制备眼镜板：
选用平均粒度为50 µm的 Ti、WC、V和石墨的耐磨粉末。将耐磨粉末预先放入烘箱内180 ℃，保温2 h烘干，再冷却至室温；再将耐磨粉末与30 µm铁粉按10:1的比例混合，放入球磨机内，在100 r/min的转速下，球磨20 h，得到混合均匀的耐磨颗粒粉末X。
将不含V的上述耐磨粉末按照以上步骤，制备得到耐磨颗粒粉末Y。
如图3所示，将两种混合粉末分别加入液体粘结剂，搅拌均匀呈膏状，将含有耐磨颗粒粉末X的膏体涂抹于眼镜板基体模型中鼻梁处耐磨涂层22的凹槽中，将含有耐磨颗粒粉末Y的膏体涂抹于眼镜板基体模型中外圆处耐磨涂层21的凹槽中，制得耐磨涂层，其中耐磨涂层整体高度要高于眼镜板基体模型2 mm，用于加工余量及耐磨加强。将涂好耐磨涂层的眼镜板基体模型表面挂涂铸造涂料，烘干后整齐摆放于砂箱中，预留浇道和冒口。
选用碳素结构钢作为铸造金属液，用容量为1吨的中频炉进行熔炼升温至1520℃，待铸造金属液完全融化，于浇注温度为1480℃进行浇注成型，制得眼镜板主体。
成型后落砂冷却，冷却时，铸件不可堆垛影响冷却速度，必要时，可使用风冷装置保证冷却速度，可获得含有耐磨涂层的眼镜板毛坯，再根据要求经过机加工处理即可获得如图2所示的眼镜板零件。
采用本发明制备的眼镜板零件的耐磨涂层部分硬度均可达到65.3 HRC，磨损率0.031%，抗弯强度2116 MPa，冲击韧性7.45 J/cm2。
实施例2
选用平均粒度为48 µm的TiC、WC、B、V和石墨的耐磨粉末。将耐磨粉末预先放入烘箱内180℃，保温2.5 h烘干，再冷却至室温。再将耐磨粉末与90 µm铁粉按8：1的比例混合，放入球磨机内，在100 r/min的转速下，球磨24 h，得到混合均匀的耐磨颗粒粉末。
将不含V的上述耐磨粉末按照以上步骤，制备得到耐磨颗粒粉末Y。
如图3所示，将两种混合粉末分别加入液体粘结剂，搅拌均匀呈膏状，含有耐磨颗粒粉末X的膏体涂抹于眼镜板基体模型中鼻梁处耐磨涂层22的凹槽中，含有耐磨颗粒粉末Y的膏体涂抹于眼镜板基体模型中外圆处耐磨涂层21的凹槽中，制得耐磨涂层，其中耐磨涂层整体高度要高于眼镜板基体模型2 mm。将涂好耐磨涂层的眼镜板基体模型表面挂涂铸造涂料，烘干后整齐摆放于砂箱中，预留浇道和冒口。
用容量为1吨的中频炉进行熔炼，铸造金属液可以选用包含元素Cr、C、Mn、Si、Ni等元素的合金结构钢，其中Cr与其他元素含量比值在40:1~2:1，余量为Fe及不可避免的杂质，升温至1510℃，待金属液完全融化，于浇注温度为1470℃进行浇注成型。
成型后落砂冷却：冷却时，铸件不可堆垛影响冷却速度，必要时可使用风冷装置保证冷却速度；可获得含有耐磨涂层的眼镜板毛坯，再根据要求经过机加工处理获得本发明图2所示的眼镜板零件。
采用本发明制备的眼镜板零件的耐磨涂层部分硬度均可达到65.4 HRC，磨损率0.030%，抗弯强度2226 MPa，冲击韧性8.62 J/cm2。
实施例3
选用平均粒度为60 µm的WC、B、V和石墨的耐磨粉末。将耐磨粉末预先放入烘箱内180 ℃，保温2.5 h烘干，再冷却至室温。再将耐磨粉末与100 µm铁粉按5：1的比例混合，放入球磨机内，在100 r/min的转速下，球磨24 h，得到混合均匀的耐磨颗粒粉末。
将不含V的上述耐磨粉末按照以上步骤，制备得到耐磨颗粒粉末Y。
如图3所示，将两种混合粉末加入一种液体粘结剂，搅拌均匀呈膏状，含有耐磨颗粒粉末X的膏体涂抹于眼镜板基体模型中鼻梁处耐磨涂层22的凹槽中，含有耐磨颗粒粉末Y的膏体涂抹于眼镜板基体模型中外圆处耐磨涂层21的凹槽中，制得耐磨涂层，其中耐磨涂层整体高度要高于眼镜板基体2 mm。将涂好耐磨涂层的眼镜板模型表面挂涂铸造涂料，烘干后整齐摆放于砂箱中，预留浇道和冒口。
用容量为1吨的中频炉进行熔炼，铸造金属液选用铸造金属液选用碳素结构钢。升温至1520℃，待金属液完全融化，于浇注温度为1480℃进行浇注成型。
成型后落砂冷却，冷却时，铸件不可堆垛影响冷却速度，必要时，可使用风冷装置保证冷却速度。可获得本发明的耐磨涂层眼镜板毛坯，再根据要求经过机加工处理获得本发明图2所示的眼镜板零件。
采用本发明制备的眼镜板零件的耐磨涂层部分硬度均可达到66.1 HRC，磨损率0.034%，抗弯强度2309 MPa，冲击韧性7.62 J/cm2。
实施例4
本发明提供一种眼镜板，可以采用实施例1至3任一项所述方法制备，如图2、图3所示，包括主体1、耐磨涂层2，所述耐磨涂层2固定于主体1的内侧，通过高温整体浇注成型的方式一体成型；其中耐磨涂层2分为外圆处耐磨涂层21和鼻梁处耐磨涂层22，均由耐磨颗粒粉末和铁混合制成，但由于鼻梁处更容易磨损，本发明在鼻梁处耐磨涂层中增加了V元素，增强了易损的眼镜板鼻梁处的耐磨性和抗冲击性能。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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