具有高耐磨性的材料制造技术

一种高耐磨性合金．由于它具有高耐磨性，故特别适用于做球磨机（１０）里的研磨辊即粉碎辊（１８）外表面．这样，通过研磨辊（１８）与为此目的而在球磨机中安装的另一个平面（１４）之间的相互作用，起到粉碎例如煤这类材料的作用．所述合金能够铸造．或以焊层的形式敷到研磨辊（１８）上，其成分（重量百分比）为：４．０－６．０％碳，３．０－１４．０％锰，１．０－２．５％硅，１５．０－３０铬，和４．０－６．０％钼，添加０．５－２．０％硼，其余部分为铁和伴生的杂质．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，尤其涉及到一种具有高耐磨性的合金材料。 任何以煤粉作为燃料的蒸汽发生装置的一个基本部件就是将煤粉碎使其适合于这种用途的设备。特别是为此常用一种在工业上通常称之为球磨机的设备。这种球磨机的两个基本部件是机体和众多的磨辊，机体(即壳体)中安装有一个可转动的研磨盘，这些研磨辊之间的配置间距相等，以便它们能与研磨盘共同作用，使得布放在磨盘表面的煤能被粉碎，即由研磨辊磨成粉。为此，将研磨辊设计成安装在一个轴状零件上，借此使得研磨辊可以相对于研磨盘表面运动。为此，为了使研磨辊和上述轴状零件总成能起作用，最好通过前者的中心加工一个通孔，轴状零件就可安装在这个通孔相关的位置中。因此，为便于加工带这样一个通孔的研磨辊，最好是这种研磨辊由机加工性好的材料，即用较软的材料，例如球墨铸铁来制成。 与需要用较软的材料来做研磨辊截然相反的是，至少研磨辊的外表面还需由具有良好耐磨性的材料制成。这是因为，在用这些研磨辊对材料进行粉碎的过程中，由于被粉碎材料的性质以及这种粉碎的方式，研磨辊必然受到严重的磨损。由此而使得研磨辊很快就不能用了，因为它们在较短的一段时间里就产生了过大的磨损，即研磨辊的使用寿命较短。显然，如有可能应避免这种结果。从这个观点出发应注意到，用于球磨机中的研磨辊实际承受的磨损，一方面主要受被粉碎材料的研磨性的影响，同时也受球磨机的生产率的影响，即在某个规定时间内受到在球磨机中被粉碎材料的体积影响。 当粉磨机，即研磨辊的表面严重磨损，不能继续用来粉碎材料时，辊子的剩余部份通常是仍能起作用的。也就是说，除了其表面磨损严重外，研磨辊仍然可用。因此，出于生产的经济观点，如有可能最好是就对研磨辊的表面进行修复，使它能重新用来粉碎材料，而不必用一个全新的研磨辊来更换磨损的研磨辊。由这种观点出发，人们通常认为修复一个磨损研磨辊的外表面其费用远远低于生产一个全新研磨辊的费用。 除了将重新修复磨损研磨辊外表面的费用与生产一个全新研磨辊的费用作相对比较外，还要比较修复磨损研磨辊后所能达到的使用寿命与一个新研磨辊可以得到的使用寿命。也就是说，为了在经济上可行，最好是一个修复的磨损研磨辊的使用寿命近似等于或长于一个新研磨辊所能达到的使用寿命。即，利用修复的磨损研磨辊相对于采用新研磨辊应有所节省才行，不应由于为使磨损研磨辊的使用寿命达到一个全新研磨辊同等大小的使用寿命而需要作几次修复致使上述节省消失。总之，如果要得到类似的使用寿命，就要对一个磨损研磨辊进行多次修复，修复费用就可能等于或超过生产一个全新研磨辊的费用，从而使重用一个磨损研磨辊相对于用一个新研磨辊来更换它带来的优点消失了。 因此，这种事实并不令人感到奇怪在已有技术资料中可知，在此以前许多人作了种种旨在提高粉碎辊磨损寿命的努力。为参阅方便，可以把这些努力分成三个基本类型。第一，所作的一些努力旨在粉碎辊的最初生产中进行改善，和/或在粉碎辊磨损后进行修复;第二，所作的一些努力旨在生产一种改进镍-铬合金，至少用来制造粉碎辊的外表面(即磨损表面);第三，所作的一些努力旨在生产一种改进高铬合金，至少用来制造粉碎辊的外表面(即磨损表面)。 考虑上述为改善粉碎辊的磨损寿命而做的那些努力从其第一类开始，关于这方面的参考文献可举为实例的有(但不限于)美国专利US-4，389，767，1983年6月28日公布，它与本专利技术由同一个代理人。美国专利us-4，389，767，1983年6月28日公布，它与本专利技术由同一个代理人代理。美国专利us-4，389，767公开了一种生产粉碎辊的方法粉碎辊的外表面(磨损表面)是按其预期磨损特性来形成的，后者则根据粉碎辊的使用条件，由经受的磨损情况得出，这样做所体现的概况就是重视一个磨损粉碎辊的概况，并且在粉碎辊的外表面很均匀地镀上一层耐磨材料，以形成粉碎辊的耐磨表面。 另一个可以列为上述第一类努力实例的已有技术，可从以前的美国专利申请序号为446，850中找到。后一美国专利申请的申请日是1982年12月6日，并且其代理人与本专利技术申请是同一个人。美国专利申请us-446，850的主题，是针对粉碎辊采用三金属的结构型式，其中芯部材料(即三金属辊的第一层或里层材料)由一种较软的材料构成，以它的机加工性能好而著称，其次即三金属辊的第二层(或中间层)材料有适中的耐磨性，最后，即三金属辊的第三层或外层是具有高耐磨性的材料。 现在转到对前面已提到的第二类已有技术的努力进行考虑，为此可举为实例的有但不限于英国专利申请GB2，027，702A。对那些本专业的通过技术人员来说，采用通常称之为镍铬冷硬铸铁的材料来制造粉碎辊的外表面(耐磨表面)是一种早就公知的技术。反之，英国专利申请GB2，027，702A采用一种白口铸铁合金，该专利的代理人，即联合王国西布列支设备有限公司(Sheepbridge Ekripment Limited of the United Kingdom)认为宜于称这种合金为“优质镍铬冷硬铸铁”。据说，后一种合金具有比通常称之为镍铬冷硬铸铁的那种合金更好的耐磨性，这种合金将由于没有更好的名称在这里今后就称之为普通镍铬冷硬铸铁，即该材料早已为本专业普通技术人员称为镍铬冷硬铸铁。英国专利申请GB2，027，702A所公开的这种白口铸铁合金，即优质镍铬冷硬铸铁由这样的重量比构成2.8-3.5%，0.6-2.0%硅，0.05-5.0%镍，2.5-4.5%铬，0.2-0.7%钼，其余的是铁和一些偶然的杂质。此外，英国专利申请GB2，027，702A中还谈到，这种白口铸铁合金除了包含以上主要成份外，也可含有直到0.01%重量的铋，以防止可能产生的石墨化(尤其是在厚壁铸件中)。 下面将考虑前面已提到的第三类已有技术的努力。为此，那种称为“镍铬钴焊条合金103”的材料可以视为这种努力的顶峰代表。这种材料(即铬钨钴焊条合金103)可以从加利福尼亚的镍钨钴焊条合金公司(Stoody Company of California)买到。既然提到这种铬钨钴焊条合金103的成份，由报导得知该材料包括特别是下列各项按重量近似值计的元素，其成份为碳-4.0%，锰-5.0%和铬-27.0%至28.0%。另一方面，这种铬钨钴焊条合金103材料据说既不含钼，也不含硼(除非仅仅含有刚可被察觉的量)。在粉碎辊这个领域，铬钨钴焊条合金103材料通常用作熔合表层材料，把它熔焊在粉碎辊的外表面，借此形成粉碎辊外表的耐磨面。据称，这种铬钨钴焊条合金103材料的耐磨性比前面已提过的通常镍铬冷硬铸铁好1.5到2倍。 另一个按前述分类法可列入第三类已有技术的努力实例是一个国际专利申请，其申请号为PCT/us 82/00976，它引起材料的发展。这个国际专利申请提出一种耐磨白口铸铁。更准确地说，构成这个国际专利申请主题的这种白口铸铁由这样一些元素组成铁基以外的成份(按重量)2.0-4.5%碳，0.001-4%硼，还有下列合金元素中的一种或多种0.001-30%钒、肽、铌、钼、镍、铜或铬，或其混合物。 继之，按已有技术修复一个磨损的研磨辊是公知的，而且大家知道，对磨损研磨辊进行修复时，常常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于球磨机中的研磨辊，至少其外表面是一种高耐磨性合金形成，这种合金的组分是（重量百分比）：４．０—６．０％碳，３．０—１４．０锰，１．０—２．５％硅，１５．０—３０．０％铬，和４．０—６．０％钼，添加０．５—２．０％硅，其余部分基本上是铁。

【技术特征摘要】
US 1985-2-19 703.160，以保护这里所引出的这些改进及其它落入我的发明实质范围的改进。权利要求1、一种用于球磨机中的研磨辊，至少其外表面是一种高耐磨性合金形成，这种合金的组分是(重量百分比)4.0-6.0%碳，3.0-14.0锰，1.0-2.5%硅，15.0-30.0%铬，和4.0-6.0%钼，添加0.5-2.0%硅，其余部分基本上是铁。2、按照权利要求1所述的研磨辊，包括一个由较软的，容易机加2的材料制成的本体部分。3、按照权利要求2所述的研磨辊，其特征在于所述较软的、容易机加工的材料是灰口铸铁。4、按照权利要求3所述的研磨辊本体部分，其特征在于所述有一个实际上通过其中心的通孔。5、一种高耐磨合金，具有以下组分(重量百分比)4.0-6.0%碳，3.0-14.0%锰，10.-2.5%硅，15.0-30.0%铬，和4.0-6.0%钼，添加0.5-2.0%硼，其余部分基本上是铁。6、按权利要求5所述的这种高耐磨合金呈粉末状态。7、一种在一个新研磨辊上进行耐磨层堆焊的方法，它包括以下步骤输送一种呈粉末态的高耐磨合金;把粘结剂加进这种高耐磨合金中;使粘结剂与这种高耐磨合金混合，以形成每个都具有均匀一致成分的许多颗粒;烘干颗粒以固化粘结剂;堆焊法将这种制成颗粒的高耐磨合金焊到新研磨辊上，使新研磨辊具有由下列成分构成的硬质焊敷层(重量百分比)4.0-6.0碳，3.0-14.0%锰，10.-2.5%硅，15.0-30.0%铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿瑟李兰金三世，
申请(专利权)人：ABB阿尔斯托姆能源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]