一种高耐磨衬板及其制备方法技术

本发明专利技术属于耐磨材料技术领域，特别涉及一种高耐磨衬板及其制备方法。一种高耐磨衬板，包括多孔陶瓷基体和填充于多孔陶瓷基体孔隙中的金属基体，所述多孔陶瓷基体由第一多孔陶瓷板和布置在第一多孔陶瓷板之上的第二多孔陶瓷板组成，所述第一多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第一浇注通孔，所述第二多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第二浇注通孔，所述第二浇注通孔对每个第一浇注通孔形成部分遮挡。本发明专利技术的高耐磨衬板将金属的韧性、抗弯型，与陶瓷的高耐磨、高强度和抗氧化性能有机结合，整体的强度、抗冲击韧性和耐磨性均有极大地提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨衬板及其制备方法
本专利技术属于耐磨材料
，特别涉及一种高耐磨衬板及其制备方法。
技术介绍
耐磨材料广泛应用于火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输煤、输料系统、制粉系统、排灰、除尘系统等一切磨损大的机械设备上，比如在物料(铁矿石、煤炭等)装卸机械料斗系统中使用，具体部位在导料板、落料回收版、斗轮回弧耐磨板等易磨损部位。耐磨材料在烧结时，金属与陶瓷颗粒不能充分的混匀，导致耐磨材料的金属相和陶瓷相分布不均，导致耐磨性产生较大差异。申请号为201220097663.6，授权公告号为CN202461486U的中国专利公开了一种金属陶瓷增强体，在增强体上下两个端面上设有多个通孔，然后在通孔中浇注钢水，冷却后得到产品，从而完整的将易磨损部位保护起来。然而该方案具有以下不足：1、通孔尺寸较大，浇注时必须将钢水对增强体进行包裹才能完成制作；2、钢水在浇注后将拼接的增强体包裹，以使不同的陶瓷增强体连接，而实际起到耐磨损作用的是增强体，当金属相磨损后，增强体之间会形成间隙导致产品的使用效果急剧下降，不能够起到良好的耐磨作用；3、通孔在增强体上分布不均匀，产品耐磨性差。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供一种高耐磨衬板及其制备方法。本专利技术的高耐磨衬板将金属的韧性、抗弯型，与陶瓷的高耐磨、高强度和抗氧化性能有机结合，整体的强度、抗冲击韧性和耐磨性均有极大地提高。本专利技术采用以下技术方案来实现：一种高耐磨衬板，包括多孔陶瓷基体和填充于多孔陶瓷基体孔隙中的金属基体，所述多孔陶瓷基体由第一多孔陶瓷板和布置在第一多孔陶瓷板之上的第二多孔陶瓷板组成，所述第一多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第一浇注通孔，所述第二多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第二浇注通孔，所述第二浇注通孔对每个第一浇注通孔形成部分遮挡。优选的方案，所述第一浇注通孔和第二浇注通孔均为正六边形。优选的方案，所述正六边形的边长为0.4～0.8mm。设置较小的通孔直径有助于浇注的金属材料迅速凝固，降低了制造难度。优选的方案，所述正六边形内切圆的直径相同。优选的方案，所述第一浇注通孔和第二浇注通孔在水平投影面上内切圆的圆心分布满足：其中，XA为第一浇注通孔的横坐标，XB为第二浇注通孔的横坐标，YA为第一浇注通孔的纵坐标，YB为第二浇注通孔的纵坐标，R0为正六边形内切圆的直径，以上均为在水平投影面上的参数。一种高耐磨衬板的制备方法，包括以下步骤：S1，按质量份计，称取碳化硅陶瓷颗粒40～50份，氮化硅陶瓷颗粒50～60份，亚微米级氮化钛10～20份，和粘结剂8～14份，放入容器中混合均匀后得到混合物料；S2，将所述混合物料倒入分别倒入不同的模具成型，制得预制件A和预制件B；S3，将预制件A和预制件B放入气氛炉内，在1100～1300℃条件下烧结30～50min，再经淬火、回火步骤后制得第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板；S4，将第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板放入浇模中，将金属材料融化后浇注到多孔陶瓷基体，冷却后形成高耐磨衬板。优选的方案，所述碳化硅陶瓷颗粒的密度为3.2～3.25g/cm3，且，所述氮化硅陶瓷颗粒和密度为3.12～3.2g/cm3。在步骤S1中，原料中碳化硅陶瓷颗粒40～50份，氮化硅陶瓷颗粒50～60份，二者作为主要原料，在混合时无需担心分层现象，制得的混合物料各物质成分分布混匀，适合批量生产，对产品质量的把控较好。优选的方案，碳化硅颗粒平均粒径0.1mm，所述氮化硅平均粒径500um，所述亚微米级氮化钛平均粒径：600nm。较大粒径的碳化硅颗粒作为主要原材料，其使用温度达1380℃，价格较低，但不耐融化的金属材料腐蚀，其反应机理主要在于，高温状态下，碳化硅与铁氧化物可发生如下：SiC(s)+3FeO(l)＝SiO2(s)+CO(g)+3Fe(l)及其类似反应，导致碳化硅颗粒被腐蚀。氮化硅颗粒的使用温度1200℃，在1200℃以上会随使用时间的增长而出现破损，使其强度降低，在1450℃以上更易出现疲劳损坏，但是能够耐融化的金属材料腐蚀，其价格比碳化硅颗粒价格高；而氮化钛具有优良的耐高温性能和耐熔融金属材料的腐蚀性能卓越，但是价格更高。较大粒径的碳化硅颗粒表面被碳化硅、氮化钛颗粒包覆形成耐腐蚀保护层，使本专利技术的高耐磨衬板具有优良的耐磨性，使用寿命大大提高。氮化钛在高温下不与铁、铬、钙和镁等金属反应，抗熔融金属侵蚀的性能卓越。优选的方案，在步骤S4中，先将第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板进行抛光处理，然后放入浇模中。抛光处理使第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板之间形成光面连接，保证了第一浇注通孔和第二浇注通孔之间形成良好的连通效果，并保证金属基体的形状结构与设计相符。优选的方案，所述金属材料为高铬铸铁，高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料，比合金钢的耐磨性高很多，且具有一般白口铸铁所不具备的高韧性、高强度，还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，生产便捷、成本适中。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的高耐磨衬板将金属的韧性、抗弯型，与陶瓷的高耐磨、高强度和抗氧化性能有机结合，整体的强度、抗冲击韧性和耐磨性均有极大地提高。2、本专利技术的高耐磨衬板浇注后的金属基体呈阶梯状，使得金属基体与多孔陶瓷基体连接的紧密性，且，第一浇注通孔和第二浇注通孔的特殊设置，既提高了连接强度的提高，保证了二者固定牢固，又提高了多孔陶瓷基体与金属基体之间的补强作用。3、本专利技术选用密度为3.2～3.25g/cm3的氮化硅陶瓷颗粒和密度为3.12～3.2g/cm3的氮化硅陶瓷颗粒作为陶瓷基料，不仅减少了高温熔融金属材料在浇注时高温熔融金属材料对碳化硅的吸收作用，且，碳化硅和氮化硅的比重近似，混合时无需担心分层现象。4、固化的金属基体呈正六边形，金属基体在高耐磨衬板的旋转方向上具有倾斜的边，能够提高金属基体的抗磨料挤压性能，使金属基体在旋转方向上具有较佳的抗冲击性能，保证金属基体3与多孔陶瓷基体不分离。5、本专利技术较大粒径的碳化硅颗粒表面被氮化硅、氮化钛颗粒包覆形成耐腐蚀保护层，利用氮化硅和氮化钛能耐铁、铝等金属及合金的溶蚀性能，减少了浇注时对碳化硅材料的腐蚀作用，使本专利技术的高耐磨衬板具有优良的耐磨性，使用寿命大大提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域一般技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的多孔陶瓷基体的结构示意图。图2是本专利技术的多孔陶瓷基体的剖视图。图3是本专利技术的高耐磨衬板的剖视图。图中，1、第一多孔陶瓷板；11、第一浇注通孔；2、第二多孔陶瓷板；21、第二浇注通孔；3、金属基体。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域一般技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1、图2、图3所示，一种高耐磨衬板，包括多孔陶瓷基体和填充于多孔陶瓷基体孔隙中的金属基体3，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨衬板，包括多孔陶瓷基体和填充于多孔陶瓷基体孔隙中的金属基体，其特征在于，所述多孔陶瓷基体由第一多孔陶瓷板和布置在第一多孔陶瓷板之上的第二多孔陶瓷板组成，所述第一多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第一浇注通孔，所述第二多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第二浇注通孔，所述第二浇注通孔对每个第一浇注通孔形成部分遮挡。

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨衬板，包括多孔陶瓷基体和填充于多孔陶瓷基体孔隙中的金属基体，其特征在于，所述多孔陶瓷基体由第一多孔陶瓷板和布置在第一多孔陶瓷板之上的第二多孔陶瓷板组成，所述第一多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第一浇注通孔，所述第二多孔陶瓷板上设有若干个正多边形的第二浇注通孔，所述第二浇注通孔对每个第一浇注通孔形成部分遮挡。2.根据权利要求1所述的高耐磨衬板，其特征在于，所述第一浇注通孔和第二浇注通孔均为正六边形。3.根据权利要求2所述的高耐磨衬板，其特征在于，所述正六边形的边长为0.4～0.8mm。4.根据权利要求2所述的高耐磨衬板，其特征在于，所述正六边形内切圆的直径相同。5.根据权利要求4所述的高耐磨衬板，其特征在于，所述第一浇注通孔和第二浇注通孔在水平投影面上内切圆的圆心分布满足：其中，XA为第一浇注通孔的横坐标，XB为第二浇注通孔的横坐标，YA为第一浇注通孔的纵坐标，YB为第二浇注通孔的纵坐标，R0为正六边形内切圆的直径，以上均为在水平投影面上的参数。6.一种如权利要求1所述高耐磨衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张轶，
申请(专利权)人：湖北秦鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42