一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法 |
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| 申请号 | CN201710398452.3 | 申请日 | 2017-05-31 | 公开(公告)号 | CN107008535A | 公开(公告)日 | 2017-08-04 |
| 申请人 | 南通高欣耐磨科技股份有限公司; | 发明人 | 钱兵; 孙书刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法，该磨辊包括基体、工作层和 定位 件，所述基体上装配有工作层，所述工作层的一端部通过基体上的限位环进行限位，所述工作层的另一端部通过定位槽连接有定位件，所述定位件与基体接合处 焊接 固定，所述工作层内侧面上设有间隔设置的凸台，所述基体与工作层配合的外表面设有锥度。本发明利用一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，磨损后保留基体，直接更换工作层，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊，其特征在于：包括基体（1）、工作层（2）和定位件（3），所述基体（1）上装配有工作层（2），所述工作层（2）的一端部通过基体（1）上的限位环进行限位，所述工作层（2）的另一端部通过定位槽（5）连接有定位件（3），所述定位件（3）与基体（1）接合处焊接固定，所述工作层（2）内侧面上设有间隔设置的凸台（6），所述基体（1）与工作层（2）配合的外表面设有锥度。 |
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| 说明书全文 | 一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法技术领域[0001] 本发明涉及新材料领域，特别涉及一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法。 背景技术[0002] 在工业生产中的许多领域如燃煤电厂、水泥、钢铁、矿山等领域都存在恶劣的工作环境，要求工作部件同时具备耐磨耐热或耐磨耐冲击综合性能，因此具有单一性能的材料已不能满足工况的需求，因此，各种陶瓷颗粒增强铁基耐磨材料受到研究者越来越多的重视。磨辊作为磨煤机的主要功能部件，工况条件及其恶劣，因此其质量不仅影响磨煤质量，还影响生产成本与效率，国内在磨煤机磨辊的研发与应用方面也得到了长足的发展，开发出的大型磨辊主要有整体高铬铸铁、堆焊磨辊、一次浇铸陶瓷复合磨辊。高铬铸铁磨辊制造简单，生产成本较低，但存在冲击韧性差，寿命短不可修复的缺陷；而堆焊磨辊具备一定的可修复性，但仅可修复2-3次，具有很大的局限性，并且在使用过程中堆焊层容易脱落，易磨损，寿命短，每1-2年需停机检修，造成成本过高；一次浇铸陶瓷复合磨辊，大幅度提升磨辊的耐磨性和使用寿命，是高铬铸铁的2-3倍，但是不具备修复性，并且在制备过程中，由于陶瓷散落原因，会导致后续加工困难，增加加工成本和生产周期。 发明内容[0004] 发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种具有较长寿命，同时具备可修复性，磨损后保留基体，直接更换工作层，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本的陶瓷复合磨辊及制造方法。 [0005] 技术方案：本发明所述的一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊，包括基体、工作层和定位件，所述基体上装配有工作层，所述工作层的一端部通过基体上的限位环进行限位，所述工作层的另一端部通过定位槽连接有定位件，所述定位件与基体接合处焊接固定，所述工作层内侧面上设有间隔设置的凸台，所述基体与工作层配合的外表面设有锥度。 [0006] 进一步的，所述基体和定位件采用普通铸钢制成。 [0007] 进一步的，所述凸台面积占整个工作层内侧面面积的1/4-1/2。 [0008] 进一步的，所述锥度的角度范围为2-5°。 [0009] 进一步的，所述工作层内设有网格结构的陶瓷复合预制体。 [0010] 本发明还公开了上述一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥定型，然后通过真空烧结，制备出陶瓷复合预制体； （2）取出预制体，放入200-300℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备陶瓷复合耐磨工作层； （3）通过热处理，使工作层硬度达到59-62HRC，然后对陶瓷复合耐磨工作层进行机械加工，制备出要求尺寸与形状； （4）整体浇铸图纸设计的基体和定位件，并机械加工，满足配合要求； （5）将步骤（3）中的陶瓷复合耐磨工作层，放入基体限位环上，通过定位件对工作层进行轴向和周向定位，最后将定位件焊接在基体上，实现磨辊的完全定位。 [0012] 进一步的，所述合金粉末采用高铬铸铁或高锰钢。 [0013] 进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。 [0014] 有益效果：本发明所提供的一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法具有以下明显效果：（1）陶瓷复合耐磨工作层具备可修复性，陶瓷复合耐磨工作层在磨损后，可在原基体上直接更换； （2）陶瓷复合耐磨工作层与基体的配合面锥度具有自锁作用，可以实现两部分的自行夹紧； （3）陶瓷复合耐磨工作层设有凸台，可以有效减少加工面，降低加工难度和周期； （4）基体为普通钢材，易加工，成本低，且可重复使用； （5）定位件为普通钢材，可重复使用，其上设有凸台起到良好的轴向和圆周定位，采用焊接技术能够达到完全定位，操作方便，且后期修复简单。 附图说明 [0015] 图1为本发明磨辊的装配立体图；图2为本发明磨辊的装配剖视图； 图3为本发明磨辊基体立体图； 图4为本发明磨辊基体剖视图； 图5为本发明磨辊工作层立体图； 图6为本发明磨辊工作层剖视图； 图7为本发明磨辊定位件立体图； 图8为图5磨辊工作层立体局部放大图。 具体实施方式[0016] 下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明：如图1到图8所示的一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊，包括基体1、工作层2和定位件3，所述基体1上装配有工作层2，所述工作层2的一端部通过基体1上的限位环进行限位，所述工作层2的另一端部通过定位槽5连接有定位件3，所述定位件3与基体1接合处焊接固定，所述工作层2内侧面上设有间隔设置的凸台6，所述基体1与工作层2配合的外表面设有锥度。 [0017] 作为本实施例的进一步优化：优选的，所述基体1和定位件3采用普通铸钢制成，易加工，成本低，且可重复使用。 [0018] 优选的，所述凸台6面积占整个工作层2内侧面面积的1/4-1/2，可以有效减少加工面，降低加工难度和周期。 [0019] 优选的，所述锥度的角度范围为2-5°，具有自锁作用，可以实现基体1与工作层2的自行相互夹紧。 [0020] 优选的，所述工作层2内设有网格结构的陶瓷复合预制体4。 [0021] 其中基体和定位件通过整体浇铸的方法制备，选用普通铸钢；工作层采用金属-陶瓷复合技术制备，陶瓷采用氧化铝，合金选用高铬铸铁；将工作层装配在基体外壁，通过基体上设有的斜度台阶进行定位和夹紧，配合面为工作层内壁和基体外壁，其中工作层可更换，且内壁设有凹凸台阶B，具有减少加工面作用，将通过定位件连接基体和工作层，并使工作层轴向和圆周定位，最后通过焊接方法将定位件固定在基体上，制备出磨辊。 [0022] 上述磨辊在使用磨损后，更换过程如下：（1）通过打磨、切割焊接处，分离定位件与基体，取下定位件； （2）将磨损工作层拆卸，并更换新件； （3）重复磨辊装配方法，修复完成。 [0023] 上述一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊的制造方法如下：实施例1 一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤： （1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥定型，然后通过真空烧结，制备出陶瓷复合预制体； （2）取出预制体，放入200℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备陶瓷复合耐磨工作层； （3）通过热处理，使工作层硬度达到59HRC，然后对陶瓷复合耐磨工作层进行机械加工，制备出要求尺寸与形状； （4）整体浇铸图纸设计的基体和定位件，并机械加工，满足配合要求； （5）将步骤（3）中的陶瓷复合耐磨工作层，放入基体限位环上，通过定位件对工作层进行轴向和周向定位，最后将定位件焊接在基体上，实现磨辊的完全定位。 [0024] 优选的，所述陶瓷颗粒为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。 [0025] 优选的，所述合金粉末采用高铬铸铁或高锰钢。 [0026] 优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。 [0027] 实施例2一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤： （1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥定型，然后通过真空烧结，制备出陶瓷复合预制体； （2）取出预制体，放入300℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备陶瓷复合耐磨工作层； （3）通过热处理，使工作层硬度达到62HRC，然后对陶瓷复合耐磨工作层进行机械加工，制备出要求尺寸与形状； （4）整体浇铸图纸设计的基体和定位件，并机械加工，满足配合要求； （5）将步骤（3）中的陶瓷复合耐磨工作层，放入基体限位环上，通过定位件对工作层进行轴向和周向定位，最后将定位件焊接在基体上，实现磨辊的完全定位。 [0028] 优选的，所述陶瓷颗粒为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。 [0029] 优选的，所述合金粉末采用高铬铸铁或高锰钢。 [0030] 优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。 [0031] 实施例3一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤： （1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥定型，然后通过真空烧结，制备出陶瓷复合预制体； （2）取出预制体，放入250℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备陶瓷复合耐磨工作层； （3）通过热处理，使工作层硬度达到60HRC，然后对陶瓷复合耐磨工作层进行机械加工，制备出要求尺寸与形状； （4）整体浇铸图纸设计的基体和定位件，并机械加工，满足配合要求； （5）将步骤（3）中的陶瓷复合耐磨工作层，放入基体限位环上，通过定位件对工作层进行轴向和周向定位，最后将定位件焊接在基体上，实现磨辊的完全定位。 [0032] 优选的，所述陶瓷颗粒为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。 [0033] 优选的，所述合金粉末采用高铬铸铁或高锰钢。 [0034] 优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。 [0035] 本发明利用一种低成本、可修复HP型陶瓷复合磨辊及制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，磨损后保留基体，直接更换工作层，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。 [0036] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 |
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