【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，具体公开了一种合金保护镀层、顶锤钎头及其制备方法。
技术介绍
1、顶锤钎头是用于钻击岩石的工具，常见于岩石钻探、矿山和建筑工程等领域。它通常由高强度钢和合金柱齿制成，具有坚固耐用的特点，用于在岩石中钻孔或敲击以进行爆破、地质勘探或安装固定物件等任务。
2、现有技术生产的顶锤钎头通常用于地面、地下金属矿的掘进巷道钻孔、破岩钻孔。由于金属类矿石通常十分坚硬且磨蚀性很强，钎头在钻孔过程中受到持续的磨损，而现有产品的边齿外侧无任何对边齿的保护措施，导致用于包裹边齿合金的金属裤体减少甚至消失，使用于破石的合金暴露在外侧，并且其受到的紧固力降低，导致合金脱落，产品失效。更重要的是，考虑到成本问题，无法全部使用耐磨材料制成金属裤体。因此，亟需一种方法在能够不影响产品工作效率的同时，保护顶锤钎头边齿合金裤体，减少磨损，提升顶锤钎头的使用寿命。
技术实现思路
1、针对现有的顶锤钎头边齿外侧无任何对边齿的保护措施，用于包裹边齿合金的金属裤体容易磨损从而降低顶锤钎头使用寿命的问题，本专利技术具体公开了一种合金保护镀层、顶锤钎头及其制备方法。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种合金保护镀层，所述合金保护镀层包括如下质量百分含量的化学成分：c:1.5%-2.5%、cr:8%-12%、fe:1.5%-3%、si:1.5%-3.5%、b:1.5%-2.5%、mo:0.5%-1.0%、ti:0.
4、本专利技术提供的合金保护镀层中的w主要是以碳化钨的形式存在，这也赋予了所述合金保护镀层高硬度和耐磨性，使顶锤钎头边齿合金侧壁表面能够在恶劣的矿石开采环境中长时间保持尖锐度和耐用性，这将大大延长顶锤钎头的使用寿命，减少更换和维护的频率，从而降低了生产成本。而cr、v和b元素为所述合金保护镀层提供了优异的抗腐蚀性能，使顶锤钎头边齿合金侧壁表面在接触各种腐蚀性介质时能够保持稳定的表面状态，保证顶锤钎头能够在多种地质条件下持续高效作业，减少了由于腐蚀而导致的钎头损坏或性能下降的几率。ni、mo和ti赋予了所述合金保护镀层出色的抗冲击性能和高温稳定性，使顶锤钎头能够在高速旋转和钻进过程中承受来自岩石和土层的强烈冲击和振动，减少了顶锤钎头发生断裂、崩块和其他损坏的风险，提高了作业的安全性和稳定性，提高了钻探作业的成功率和效率。
5、优选的，所述合金保护镀层包括激光焊接区和表面热影响区，其中，所述表面热影响区的金相组织以面积率计，包括85%-90%的回火索氏体和10%-15%的淬火马氏体。
6、本专利技术所提供的合金保护镀层表面热影响区的金属组织主要为回火索氏体和少量的淬火马氏体组成。回火索氏体赋予了合金保护镀层良好的机械性能、使之具备高强度、高塑性、高韧性等特点，具有合金保护镀层的顶锤钎头更适用矿业掘进作业。
7、本专利技术第二方面提供了一种顶锤钎头，包括所述合金保护镀层。
8、本专利技术第三方面提供了所述顶锤钎头的制备方法，包括如下步骤：
9、步骤一、按照设计配比称取合金原料粉末进行球磨，真空干燥，得预处理合金粉末；
10、步骤二、将钎头基体于170℃-190℃下进行预热，得预热后的钎头基体，在惰性氛围下，采用激光熔覆的方式将所述预处理合金粉末熔覆于所述预热后的钎头基体表面，得合金保护镀层；探伤合格后对所述合金保护镀层表面依次进行喷砂处理和喷漆处理，得顶锤钎头。
11、本专利技术利用激光熔覆的方式在钎头基体表面熔覆合金保护镀层，在熔覆过程中对钎头基体的热影响较小，基体温度不超过100℃，避免了由于钎头基体的热影响导致合金保护镀层的脆性较大，降低顶锤钎头的使用寿命。
12、优选的，步骤一中，所述合金原料粉末为镍基合金、钴基合金、镍基碳化钨或不锈钢中的任意两种或多种。
13、进一步优选的，步骤一中，所述镍基合金为ni60合金。
14、进一步优选的，步骤一中，所述镍基碳化钨中wc的含量为30wt%-40wt%。
15、优选的，步骤一中，所述球磨的转速为500rpm-1000rpm，所述球磨的时间为3h-5h。
16、优选的，步骤一中，所述真空干燥的温度为140℃-160℃，所述真空干燥的真空度为0.7mpa-0.75mpa，所述真空干燥的时间为2h-3h。
17、优选的，步骤一中，所述预处理合金粉末的粒径为75μm-85μm。
18、优选的，步骤二中，所述预热的时间为1h-2h。
19、优选的，步骤二中，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为5000w-7000w，光斑直径为4mm-6mm，激光距离为14mm-16mm，送粉速率为18g/min-22g/min，送粉直径为0.9mm-1.1mm，送粉器的转速为4rpm-6rpm，载气流量为7l/min-9l/min，载气气压为0.5mpa-0.7mpa。
20、优选的，步骤二中，所述合金保护镀层的熔覆厚度为0.3mm-0.5mm。
21、优选的，步骤三中，所述喷砂的砂粒粒径为50目-70目，所述喷砂的压力为4bar-6bar，所述喷砂的速度为4m/s-6m/s。
22、综上所述，本专利技术提供的合金保护镀层可以有效减少顶锤钎头的磨损，提高顶锤钎头的表面硬度和耐磨性能，且所述合金保护镀层赋予了顶锤钎头出色的抗冲击性能和高温稳定性，减少了顶锤钎头的断裂、崩块和其他损坏风险，延长其使用寿命，提高了作业的安全性和稳定性。利用本专利技术的技术方案有效解决了现有的顶锤钎头边齿外侧无任何对边齿的保护措施，用于包裹边齿合金的金属裤体容易磨损从而降低顶锤钎头使用寿命的问题。经测试，含有所述合金保护镀层的顶锤钎头相比于没有镀层的顶锤钎头，其使用寿命提高了70%-98%。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种合金保护镀层，其特征在于：所述合金保护镀层包括如下质量百分含量的化学成分：C:1.5%-2.5%、Cr:8%-12%、Fe:1.5%-3%、Si:1.5%-3.5%、B:1.5%-2.5%、Mo:0.5%-1.0%、Ti:0.5%-1.0%、V:0.5%-1.0%、W:30%-35%和余量的Ni以及不可避免的杂质；其中，所述合金保护镀层的化学成分的百分比满足10%≤Cr+B+V≤14%，1%≤Mo+Ti≤1.6%。
2.如权利要求1所述的合金保护镀层，其特征在于：所述合金保护镀层包括激光焊接区和表面热影响区，其中，所述表面热影响区的金相组织以面积率计，包括85%-90%的回火索氏体和10%-15%的淬火马氏体。
3.一种顶锤钎头，其特征在于：包括权利要求1-2任一项所述的合金保护镀层。
4.如权利要求3所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述球磨的转速为500rpm-1000rpm，所述球磨的时间为3h-5h。
6.如权利要求4所述
7.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述预热的时间为1h-2h。
8.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为5000W-7000W，光斑直径为4mm-6mm，激光距离为14mm-16mm，送粉速率为18g/min-22g/min，送粉直径为0.9mm-1.1mm，送粉器的转速为4rpm-6rpm，载气流量为7L/min-9L/min，载气气压为0.5MPa-0.7MPa。
9.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述合金保护镀层的熔覆厚度为0.3mm-0.5mm。
10.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述喷砂的砂粒粒径为50目-70目，所述喷砂的压力为4Bar-6Bar，所述喷砂的速度为4m/s-6m/s。
...【技术特征摘要】
1.一种合金保护镀层，其特征在于：所述合金保护镀层包括如下质量百分含量的化学成分：c:1.5%-2.5%、cr:8%-12%、fe:1.5%-3%、si:1.5%-3.5%、b:1.5%-2.5%、mo:0.5%-1.0%、ti:0.5%-1.0%、v:0.5%-1.0%、w:30%-35%和余量的ni以及不可避免的杂质；其中，所述合金保护镀层的化学成分的百分比满足10%≤cr+b+v≤14%，1%≤mo+ti≤1.6%。
2.如权利要求1所述的合金保护镀层，其特征在于：所述合金保护镀层包括激光焊接区和表面热影响区，其中，所述表面热影响区的金相组织以面积率计，包括85%-90%的回火索氏体和10%-15%的淬火马氏体。
3.一种顶锤钎头，其特征在于：包括权利要求1-2任一项所述的合金保护镀层。
4.如权利要求3所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的顶锤钎头的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述球磨的转速为500rpm-1000rpm，所述球磨的时...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛鹏，裴冀平，吴骋捷，刘庆奇，姜霞，
申请(专利权)人：安百拓张家口建筑矿山设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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