磨盘及其制备方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种磨盘，其工作部位的表面具有一种碳化物涂层，并且提供一种用于获得上述磨盘的制备方法。所述碳化物涂层，包括V2C致密陶瓷层，还可进一步包括微米V8C7致密陶瓷层及V8C7与基体的融合层。所述V2C致密陶瓷层、微米V8C7致密陶瓷层及V8C7与基体的融合层依次呈梯度分布。可被施加于不锈钢表面。所述碳化物涂层与基体之间为冶金结合，结合力很强，克服了现有硬质颗粒与金属基体间非冶金结合，结合力很弱，颗粒容易脱落的问题，大幅度提高了磨盘工作表面的耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
磨盘及其制备方法
本专利技术涉及一种具有耐磨涂层的复合磨盘及其制备方法，尤其涉及一种具有耐磨碳化物涂层的复合磨盘及其制备方法，具体涉及一种应用于不锈钢表面的耐磨碳化物涂层复合磨盘及其制备方法。
技术介绍
在电力、矿山、水泥、化工、煤炭等行业，磨盘作为研磨机上的一种主要的零部件，广泛应用于上述各个行业的立式研磨机中，主要用于煤炭、矿石、水泥生/熟料等的粉磨。磨盘的耐磨性和韧性直接影响其使用寿命。在早期，镍硬铸铁作为磨盘材料被广泛地应用，但这种材料由于其韧性太差而且耐腐蚀性不好已逐渐淘汰。目前国外磨盘材料主要采用的是不锈钢、高合金钢、高铬铸铁以及球磨铸铁，而国内主要以不锈钢为主；不锈钢、高合金钢虽然具有韧性好，但硬度较低，因此抗磨性能差，而且采用了价格很贵的稀有合金元素，所以产品成本也高；而采用铸铁(高铬铸铁、球磨铸铁)材料，虽然耐磨性得到了保证，但究其韧性差的弊病，常在使用过程中发生脆性断裂，导致生产企业停工停产，虽然也有一些复合材料用于制作磨机磨盘，但仍未达到良好的使用效果。传统的制备方法主要采用上述材质，利用铸造工艺，通过熔炼-砂型工艺设计-型砂-浇铸-清理，其耐磨性提高并不明显。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨盘，在其大端面工作部位具有耐磨涂层，其特征在于：所述耐磨涂层为V2C致密陶瓷层。

【技术特征摘要】
1.一种磨盘，在其大端面工作部位具有耐磨涂层，其特征在于：所述耐磨涂层为V2C致密陶瓷层，V2C致密陶瓷层为准单晶相，所述准单晶相是指，介于多晶相与单晶相之间，相较于多晶相，晶向一致性高、晶界明显减少，并且原子排列比较有序的显微组织，沿V2C致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为9-23μm，其中V2C的体积分数大于80％，V2C晶粒尺寸为20-50μm。2.一种磨盘，在其大端面工作部位具有梯度复合涂层，其特征在于：所述梯度复合涂层为碳化物涂层，包括依次呈梯度分布的V2C致密陶瓷层、微米V8C7致密陶瓷层、V8C7与基体的融合层，V2C致密陶瓷层为准单晶相，所述准单晶相是指，介于多晶相与单晶相之间，相较于多晶相，晶向一致性高、晶界明显减少，并且原子排列比较有序的显微组织，沿V2C致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为9-23μm，其中V2C的体积分数大于80％，V2C晶粒尺寸为20-50μm。3.如权利要求2所述的磨盘，其特征在于：沿微米V8C7致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为17-88μm，V8C7的体积分数大于70％，V8C7的晶粒尺寸为5-15μm。4.如权利要求2所述的磨盘，其特征在于：沿V8C7与基体的融合层纵向剖面，其厚度为129μm-1077μm，其中V8C7的体积分数为20％-85％，V8C7的晶粒尺寸为5-20μm。5.如权利要求2所述的磨盘，其特征在于：梯度复合涂层总厚度为155-1188μm。6.如权利要求2所述的磨盘，其特征在于：组织根据热处理不同为珠光体、马氏体、铁素体、贝氏体、奥氏体和索氏体中的一种或几种；该梯度复合涂层被施加于不锈钢表面。7.一种如权利要求1所述磨盘的制备方法，其特征在于，在磨盘大端面的工作部位具有耐磨涂层，包括如下步骤：1)先准备一钒板，其中钒的纯度应控制在99.7-99.99％；所述钒板的厚度控制在0.2-3mm；所述钒板先被加以表面处理；2)按照磨盘尺寸制作磨盘模具，根据磨盘的工作受力状况，其主要磨损的部位是磨盘的大端面，据此将钒板卷绕在磨盘模具的大端面，然后在钒板上固定外部碳源，使其与钒板紧密结合；用聚苯乙烯泡沫塑料制作磨盘模具；3)按照磨盘尺寸制作砂型，并将磨盘模具、钒板和外部碳源一并置于砂型型腔中；用CO2水玻璃硬化砂、覆膜砂、自硬树脂砂或潮模砂制作砂型；4)将不锈钢基材冶炼为钢液；温度控制在1500-1560℃；5)将上述钢液浇入上述放置有钒板和外部碳源的砂型内，待钢液冷却凝固后，取出铸件，清砂处理，获得磨盘基体为不锈钢基体，磨盘大端面为与钒板的复合体；采用消失模真空吸铸工艺，将上述钢液浇入上述放置有钒板和外部碳源的砂型内；浇注温度控制在1500-1560℃，浇注时间为5-60秒；一分钟后，在冒口补浇；室温冷却；6)将复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温，最后随炉冷却至室温，从而在磨盘大端面工作部位的表面形成耐磨涂层，而磨盘基体仍为不锈钢基体；其中，耐磨涂层为V2C致密陶瓷层。8.如权利要求7所述的磨盘的制备方法，其特征在于：V2C致密陶瓷层为准单晶相，所述准单晶相是指，介于多晶相与单晶相之间，相较于多晶相，晶向一致性高、晶界明显减少，并且原子排列比较有序的显微组织；通过控制步骤6)中保温时间、保温温度获得该V2C致密陶瓷层。9.一种如权利要求2-6之一所述磨盘的制备方法，其特征在于，其大端面工作部位的表面具有梯度复合涂层，包括如下步骤：1)先准备一钒板，其中钒的纯度应控制在99.7-99.99％；所述钒板的厚度控制在0.2-3mm；所述钒板先被加以表面处理；2)按照磨盘尺寸制作磨盘模具，根据磨盘的工作受力状况，其主...

【专利技术属性】
技术研发人员：许云华，叶芳霞，燕映霖，梁淑华，钟黎声，赵娜娜，王亮亮，邹军涛，肖鹏，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61