一种平模生物质成型机用压辊的陶瓷层生长方法技术

一种平模生物质成型机用压辊及该压辊的陶瓷层生长方法，它涉及一种平模生物质成型机用压辊及陶瓷层生长方法，以解决平模生物质成型机用压辊存在适用性差，成本高，耐磨性能差以及使用寿命短的问题，它主要由辊本体和齿圈组成，齿圈通过键套装在辊本体上，所述齿圈主要由基体和基体表面的氧化铝陶瓷层组成，基体的表面采用微弧氧化生成氧化铝陶瓷层，所述基体为铝或铝合金材料。本发明专利技术用于平模生物质成型机。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，它涉及一种平模生物质成型机用压辊及陶瓷层生长方法，以解决平模生物质成型机用压辊存在适用性差，成本高，耐磨性能差以及使用寿命短的问题，它主要由辊本体和齿圈组成，齿圈通过键套装在辊本体上，所述齿圈主要由基体和基体表面的氧化铝陶瓷层组成，基体的表面采用微弧氧化生成氧化铝陶瓷层，所述基体为铝或铝合金材料。本专利技术用于平模生物质成型机。【专利说明】
本专利技术涉及一种平模生物质成型机用压辊及陶瓷层生长方法，具体涉及一种微弧 氧化陶瓷层平模生物质成型机齿圈式压辊及该压辊的陶瓷层生长方法。
技术介绍
生物质成型机是一种将废弃的秸杆转化为可燃烧的生物质能的机械设备，主要是 利用压力将秸杆压制成形使之成为具有高热值的燃料，不但可以解决农民燃烧秸杆造成的 环境污染，而且又可以成为可以替代煤等化石燃料的可再生能源。但是由于秸杆在成型过 程中受到巨大压力，而且反复滚压，在滚压过程中压辊一直与秸杆原料激烈摩擦，成型机压 辊迅速磨损，进而整个压辊报废。因此，一般采用整体金属压辊，压辊进行热处理以提高硬 度。 经文献检索，申请号为201210344384.X，申请日为2012年9月17日的中国 专利技术专利申请提出一种在热处理之后的金属表面进行氰化处理的压辊，其硬度达到 HRC56-62。但是由于秸杆原材料中含有一定量的沙粒，而秸杆本身也有一定硬度，即使 硬度达到HRC56-62,其磨损依然很严重，满足不了生产需要，引起广泛研宄。申请号为 201220002243. 5,申请日为2012年1月5日的中国技术专利提出一种在钢质金属表层 镶焊硬质合金的压辊，该申请的压辊表面硬度得到提高，但是镶焊不利于进行批量生产，实 用性低。申请号为201220061452. 7,申请日为2012年2月24日的技术专利和申请号 为201020133771. 5,申请日为2010年3月18日的技术专利申请分别提出了分体式压 辊总成装置，压辊磨损后可直接更换外圈，避免了材料浪费，降低了加工成本，但是压辊外 圈未进行特殊处理，耐磨性很差，使用寿命仍旧较低。申请号为201220010456. 2,申请日为 2012年1月11日的技术专利提出了一种采用分体式结构的压辊，该压辊外套表面采用 喷涂陶瓷硬质合金粉末的工艺喷涂，硬度达到了 56-62HRC，但是喷涂层与基体结合不紧密， 容易脱落碎裂，并且并未达到理想硬度，压辊寿命也只是提高了 l〇〇h。因此，迫切需要一种 耐磨性好，使用寿命长，成本低的压辊。
技术实现思路
本专利技术是为解决平模生物质成型机用压辊存在适用性差，成本高，耐磨性能差以 及使用寿命短的问题，进而提供一种平模生物质成型机用压辊及该压辊的陶瓷层生长方 法。 本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是： 本专利技术的一种平模生物质成型机用压辊主要由辊本体和齿圈组成，齿圈通过键套 装在辊本体上，所述齿圈主要由基体和基体表面的氧化铝陶瓷层组成，基体的表面采用微 弧氧化生成氧化铝陶瓷层，所述基体为铝或铝合金材料，氧化铝陶瓷层的厚度为40微米至 120微米。 本专利技术的一种平模生物质成型机用压辊的氧化铝陶瓷层生长方法是按照以下步 骤进行： 步骤一、将铝或铝合金齿圈试件进行脱脂处理，用离子水洗去齿圈试件表面的残 留溶液； 步骤二、将铝合金齿圈试件固定并连接电源置于盛有电解液的微弧氧化槽中进行 处理，正负相电流密度均为4A/dm 2-8A/dm2,正负相占空比均为10% -45%，频率为50Hz，反 应时间为60-180min，电解液的pH为8-13 ; 步骤三、反应过程中采用电动搅拌器加速传质，反应过程中电解液温度恒定在 25-35 0C ； 步骤四、反应结束后取出试件用蒸馏水清洗并干燥，即可制得以铝或铝合金为基 体的氧化铝陶瓷层。 本专利技术的有益效果是： 一、本专利技术的压辊采用辊本体和齿圈分离式结构，齿圈磨损后只需要更换，避免了 更换压辊所造成的材料浪费。 二、齿圈采用铝合金基体，突破了采用钢质金属材料制作的传统观念，采用微弧氧 化技术在铝合金表面制出超硬耐磨层，构成氧化铝陶瓷层复合结构，整体具有很好的韧性， 表面具有超高的硬度。 三、与喷涂陶瓷涂层相比，本专利技术齿圈表面超硬层采用等离子氧化为氧化铝陶瓷 层，该陶瓷层为铝或其合金表面原位生长而成，不仅与铝金属基体结合紧密，而且厚度可以 到达上百微米，硬度可达HRC80以上，具有突出的长耐磨寿命优势。使用寿命相比现有喷涂 陶瓷涂层的平均寿命提高了 2. 5倍以上，平均工作天数提高了 3倍以上。 四、本专利技术的压辊，是一种以铝或铝合金为基体的金属陶瓷复合结构压辊，不仅基 体具备铝合金金属韧性，而且工作表面还具有陶瓷硬度高，耐磨性能好的优良性能，在使用 中可以提高成型机设备的利用率，适用性好，本专利技术制造成本降低了 45% -65%。 【专利附图】【附图说明】 图1是平模生物质成型机用的压辊的结构示意图，图2是工作表面微弧氧化后的 齿圈的不意图。 【具体实施方式】 【具体实施方式】 一：结合图1-图2说明，本实施方式的一种平模生物质成型机用压 辊主要由辊本体1和齿圈2组成，齿圈2通过键套装在辊本体1上，所述齿圈2主要由基体 2-1和基体表面的氧化铝陶瓷层2-2组成，基体2-1的表面采用微弧氧化生成氧化铝陶瓷层 2-2,所述基体2-1为铝或铝合金材料，氧化铝陶瓷层2-2的厚度为40微米至120微米。 本实施方式的齿圈的齿为布置在外侧的齿圈。 【具体实施方式】 二：结合图1-图2说明，本实施方式所述铝合金为LC9铝合金或 LY12铝合金。如此设置，硬度大，成分合理，综合性能良好，可进行热处理强化。其它与具体 实施方式一相同。 【具体实施方式】三：本实施方式所述氧化铝陶瓷层2-2主要由疏松层、致密层和过 渡层组成，致密层位于疏松层和过渡层之间，过渡层贴靠基体2-1设置。如此设置，疏松层 经过磨损后裸露出致密层，致密层有很高的硬度和耐磨性可以抵御物料的磨损。因此，既可 以克服整体金属衬套磨损严重，寿命低的问题，又可以解决了整体陶瓷材料无法保证加工 精度容易破碎的问题。其它与【具体实施方式】一或二相同。 【具体实施方式】 四：本实施方式所述氧化铝陶瓷层2-2主要由α相氧化铝和γ相 氧化铝组成。如此设置，氧化铝陶瓷膜层从外到内Y-Al 2O3相逐渐减少，Ci-Al2O3相逐渐增 多，而a-Al 2O3相为晶态的超硬相，到致密层的时候Ci-Al2O3相增多，耐磨性能很高。其它 与一或二相同。 【具体实施方式】 五：本实施方式所述致密层为α相氧化铝。本实施方式的耐磨性能 大幅提高。其它与三相同。 【具体实施方式】 六：一、二或五的任一所述的一种平模 生物质成型机用压辊的氧化铝陶瓷层生长方法按照以下步骤进行： 步骤一、将铝或铝合金齿圈试件进行脱脂处理，用离子水洗去齿圈试件表面的残 留溶液； 步骤二、将铝合金齿圈试件固定并连接电源置于盛有电解液的微弧氧化槽中进行 处理，正负相电流密度均为4A/dm 2-8A/dm2,正负相占空比均为10% -45%，频率为50Hz，反 应时间为60-180本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平模生物质成型机用压辊，其特征在于：它主要由辊本体(1)和齿圈(2)组成，齿圈(2)通过键套装在辊本体(1)上，所述齿圈(2)主要由基体(2‑1)和基体表面的氧化铝陶瓷层(2‑2)组成，基体(2‑1)的表面采用微弧氧化生成氧化铝陶瓷层(2‑2)，所述基体(2‑1)为铝或铝合金材料，氧化铝陶瓷层(2‑2)的厚度为40微米至120微米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲建俊，郑杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23