一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，包括将粒径为8～12目的陶瓷颗粒在草酸溶液中浸泡清洗后除去表面水分，将300～500目的碳化硼粉、氧化铝粉与无机粘结剂混合均匀得混合物；混合物均匀包覆在陶瓷颗粒表面，然后将其填入模具中微波炉内微波固化后取出，得到蜂窝状陶瓷预制体，将熔融的高铬铸铁铁水浇入衬板模腔内，实现高铬铸铁铁水浸渗到陶瓷预制体颗粒间隙内，冷却凝固后制得陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板毛坯，并在热处理得到表面硬度为60～62HRC的陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板，能够提升陶瓷颗粒与基体润湿程度，极大程度的降低陶瓷颗粒从基体上脱落程度，增加其使用寿命。增加其使用寿命。增加其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺


[0001]本专利技术属于新材料领域，特别涉及一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺。

技术介绍

[0002]磨煤机是燃煤电厂制粉系统的核心部件，磨盘衬板是磨煤机的关键核心部件之一，其耐磨性能直接影响到制粉出力、煤粉质量和生产成本。为了提高衬板的耐磨寿命，减少磨煤机停机次数，衬板材料越来越多的选用陶瓷颗粒增强金属基复合衬板。采用该复合材料制造的衬板寿命可从8000小时提高至20000小时以上，衬板磨损量和原高铬铸铁材料相比大大降低，节电效果也明显增加。
[0003]国内生产的陶瓷颗粒增强金属基复合衬板质量不稳定，特别是针对恶劣煤质工况条件下，寿命达不到预期效果。主要由于铸造工艺不合理，陶瓷颗粒与金属的润湿性差，陶瓷颗粒与金属结合为机械结合，导致在衬板在研磨物料过程中陶瓷颗粒易脱落，耐磨寿命提高不明显，严重制约了陶瓷复合衬板的产业化应用。
[0004]针对上述现有陶瓷颗粒增强金属基复合衬板存在陶瓷颗粒与基体润湿性差、导致陶瓷颗粒易脱落、寿命短等技术问题，所以提供一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，能够提升陶瓷颗粒与基体润湿程度，极大程度的降低陶瓷颗粒从基体上脱落程度，增加其使用寿命。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，包括以下步骤：
[0008]S1：将粒径为8～12目的陶瓷颗粒在草酸溶液中浸泡，然后再对其震动清洗；
[0009]S2：将清洗后的陶瓷颗粒放入烘箱中加热除去表面水分；
[0010]S3：将300～500目的碳化硼粉、氧化铝粉与无机粘结剂按比例混合均匀得混合物；
[0011]S4：将步骤S3中的混合物均匀包覆在步骤S2中的陶瓷颗粒表面，然后将其填入模具中并压实；
[0012]S5：将步骤S4中的模具整体放入微波炉内微波固化后取出，得到蜂窝状陶瓷预制体，且蜂窝状陶瓷预制体上的预制孔为锥形孔；
[0013]S6：蜂窝状陶瓷预制体预热后放入铸造砂型模腔底部，将预制孔孔径大的一侧朝下放置后闭合模箱；
[0014]S7：将熔融的高铬铸铁铁水浇入衬板模腔内，实现高铬铸铁铁水浸渗到陶瓷预制体颗粒间隙内，冷却凝固后制得陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板毛坯；
[0015]S8：清理、切割、打磨衬板浇冒口，然后放入热处理炉内淬火、回火热处理，制得表
面硬度为60～62HRC的陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板。
[0016]进一步的，在步骤S3中，碳化硼粉、氧化铝粉加入质量分别为陶瓷颗粒质量的2％～4％，无机粘结剂加入质量是陶瓷颗粒质量的3％～6％。
[0017]进一步的，步骤S1中的陶瓷颗粒成分为锆刚玉或氧化锆。
[0018]进一步的，步骤S1中的草酸溶液中草酸质量含量为10％～14％。
[0019]进一步的，步骤S3中的无机粘结剂为水玻璃或硅溶胶。
[0020]进一步的，步骤S6中蜂窝状陶瓷预制体底面带有3～5mm芯撑。
[0021]进一步的，步骤S6中靠近内浇口的预制体表面有1～2mm的扁铁固定保护。
[0022]进一步的，步骤S7中高铬铸铁浇注温度为1450～1520℃。
[0023]进一步的，所述蜂窝状陶瓷预制体的预制孔孔型结构为圆锥形结构，锥度为2
°
～6
°
。
[0024]进一步的，所述蜂窝状陶瓷预制体厚度为30～50mm。
[0025]有益效果：本专利技术的相对于现有技术包含以下优点：
[0026](1)采用微波固化方式，较以往的干燥箱热固化方式相比，时间由几小时缩短至几分钟，生产效率大大提高，并且在固化过程中，由于时间较短，能够有效的防止碳化硼粉、氧化铝粉与无机粘结剂与陶瓷颗粒在重力作用下沉降分离，保证其包覆均匀。
[0027](2)无机粘结剂微波固化后因出现非晶相能更好的连接陶瓷颗粒，不规则的陶瓷颗粒间的缝隙几乎被粘结剂全部填充，颗粒表面被粘结剂全部包裹，结合强度较热固化大大提高。
[0028](3)蜂窝状陶瓷预制体孔型采用圆锥形结构，该结构可使高铬铸铁在液态和固态收缩过程中金属液的收缩铸渗，同时因预制体孔内有一定的锥度，热处理后孔内高铬金属基体对陶瓷颗粒的压应力，可使结合更牢固，解决了高铬金属基体与陶瓷颗粒因热膨胀系数不同导致热处理后的微裂纹和脱落问题。
[0029](4)陶瓷颗粒表面包覆碳化硼粉，在高铬铸铁铁水高温下可以实现充分的界面反应结合，与陶瓷颗粒表面反应生成Al2O3·
B2O3，与高铬铸铁基体生成硼铁合金，改善了陶瓷与高铬铸铁基体润湿性差的问题。
[0030](5)陶瓷颗粒表面包覆氧化铝粉，在高温下，氧化铝可以与高铬铸铁基体反应生成FeAl2O4，与水玻璃或硅溶胶中SiO2反应生成3Al2O3·
2SiO2，提高了陶瓷颗粒与高铬铸铁基体的结合强度。
[0031](6)蜂窝状陶瓷预制体带有3
‑
5mm芯撑支撑，有利于衬板表面有高铬铁水的反应铸渗；
[0032](7)本专利技术从孔型结构、微波固化工艺、负压浸渗工艺、陶瓷预制体成分等方面可彻底解决陶瓷颗粒与高铬铸铁基体界面结合性能差的问题，复合衬板寿命提高至原来的3倍以上。
附图说明
[0033]附图1为本专利技术的整体工艺流程示意图；
[0034]附图2为本专利技术陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的结构侧视图；
[0035]附图3为本专利技术附图2的俯视图；
[0036]附图4为本专利技术一个实施例陶瓷预制体的结构示意图；
[0037]附图5为本专利技术中附图4的结构剖视图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0039]如附图1所示，一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，包括以下步骤：
[0040]S1：将粒径为8～12目的陶瓷颗粒在草酸溶液中浸泡16～24小时，然后再将其放入震动清洗机清洗1.5～3小时；陶瓷颗粒成分为锆刚玉或氧化锆，草酸溶液中草酸质量含量为10％～14％。
[0041]S2：将清洗后的陶瓷颗粒放入烘箱中在150～200℃下加热4～6小时除去表面水分；
[0042]S3：将300～500目的碳化硼粉、氧化铝粉与无机粘结剂混合均匀得混合物，其中，碳化硼粉、氧化铝粉加入质量分别为陶瓷颗粒质量的2％～4％，无机粘结剂加入质量是陶瓷颗粒质量的3％～6％；
[0043]无机粘结剂为水玻璃或硅溶胶，无机粘结剂微波固化后因出现非晶相能更好的连接陶瓷颗粒，不规则的陶瓷颗粒间的缝隙几乎被粘结剂全部填充，颗粒表面被粘结剂全部包裹，结合强度较热固化大大提高。
[0044]陶瓷颗粒表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：将粒径为8～12目的陶瓷颗粒在草酸溶液中浸泡，然后再对其震动清洗；S2：将清洗后的陶瓷颗粒放入烘箱中加热除去表面水分；S3：将300～500目的碳化硼粉、氧化铝粉与无机粘结剂按比例混合均匀得混合物；S4：将步骤S3中的混合物均匀包覆在步骤S2中的陶瓷颗粒表面，然后将其填入模具中并压实；S5：将步骤S4中的模具整体放入微波炉内微波固化后取出，得到蜂窝状陶瓷预制体，且蜂窝状陶瓷预制体上的预制孔为锥形孔；S6：蜂窝状陶瓷预制体预热后放入铸造砂型模腔底部，将预制孔孔径大的一侧朝下放置后闭合模箱；S7：将熔融的高铬铸铁铁水浇入衬板模腔内，实现高铬铸铁铁水浸渗到陶瓷预制体颗粒间隙内，冷却凝固后制得陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板毛坯；S8：清理、切割、打磨衬板浇冒口，然后放入热处理炉内淬火、回火热处理，制得表面硬度为60～62HRC的陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合衬板的铸造工艺，其特征在于：在步骤S3中，碳化硼粉、氧化铝粉加入质量分别为陶瓷颗粒质量的2％～4％，无机粘结剂加入质量是陶瓷颗粒质量的3％～6％。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷颗粒增强高铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙书刚，葛熔熔，吉光，黎丽，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：