一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法，涉及柱钉镶铸复合立磨磨辊制备技术领域，磨辊主体结构包括TiC柱钉和金属基体。这是一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊，主要由高铬铸铁金属基体和TiC柱钉两部分组成。所述TiC柱钉为采用粉末冶金工艺制备得到的正六棱柱型钢结合金柱钉，在柱钉下端对称面分别开设两个沟槽，然后将TiC柱钉密排固定在磨辊外部砂芯指定位置。采用砂型工艺生产，浇注高温高铬铸铁铁水镶铸TiC钢结合金柱钉，获得一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊。镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊采用铸造工艺镶铸复合，生产效率大幅度提高，耐磨性好，性价比高，具有较为广阔的应用前景。具有较为广阔的应用前景。具有较为广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法


[0001]本专利技术涉及柱钉镶铸复合立磨磨辊制备
，尤其涉及一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法。

技术介绍

[0002]在无机非金属粉磨领域，立磨以其粉磨效率高、能耗低、工艺简单、占地面积小、适应性强等优点大量应用于无机非金属物料的粉磨，如粉磨水泥生料、水泥熟料、矿渣、石灰石、叶腊石、方解石、高岭土等。磨辊是立磨的主要研磨部件，是立磨粉磨作业时的消耗品，在立磨的单位产品消耗量中占60%以上。在立磨粉磨磨辊耐磨材料领域，目前国内外所面临的共同行业痛点是：立磨磨辊磨损快、易崩块，尤其是粉磨韧性强、硬度高的叶蜡石矿和易磨性差、磨蚀性强的矿渣领域最为典型。
[0003]目前市场上应用比较成熟的主要是高铬铸铁和堆焊磨辊，主要采用铸造、堆焊等工艺生产制作。高铬铸铁铸造磨辊中高硬度碳化物硬质耐磨相体积占比20~30%，在高应力高硬度磨料磨损工况下易出现犁沟疲劳剥落，加剧立磨振动，降低磨机台时产量，需即时更换新磨辊。堆焊材料主要有铬镍奥氏体钢，铬钼马氏体钢、合金碳化物等，通过埋弧焊、气体保护焊等工艺在磨辊表面熔敷耐磨性较高的金属层，从而达到表面强化、恢复尺寸的目的。目前堆焊磨辊表面耐磨层主要采用高碳高铬铸铁材料，堆焊耐磨层组织中高硬度碳化物硬质耐磨相体积占比35~40%，在磨粒磨损工况下凸显出优异的耐磨性。生产运转过程中，磨辊堆焊耐磨层易出现疲劳剥落，可在线堆焊修复，修复比较频繁。一般运转4000~6000h后进行离线堆焊大修，需耗时15~20天，离线修复2~3次后母体疲劳报废。
[0004]目前市场上应用成熟的TM52和TM60牌号TiC钢结合金中TiC含量低（占40~50%），硬度较低（HRC58~63）；以高锰钢作为粘结相，润湿性差，抗弯强度较低（1000~1600MPa），粘结基体硬度低（HB180~240）；另外TiC钢结合金耐热温度低于1450℃，作为增强材料与铁基体进行熔铸复合时，柱钉容易被钢水过多熔化。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的就是为了弥补已有技术制备的磨辊磨损速度较快、使用寿命短的缺陷，提供一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法。本专利技术由高铬铸铁镶铸TiC钢结合金柱钉复合而成，主要由高铬铸铁金属基体和高性能TiC钢结合金柱钉两部分组成。先采用粉末冶金工艺制备正六棱柱型TiC钢结合金柱钉，在柱钉其中一端对称面同一位置分别开设两个沟槽。然后将TiC钢结合金柱钉密排固定在磨辊外部弧型砂芯指定位置。采用砂型铸造工艺生产，浇注高温高铬铸铁铁水镶铸TiC钢结合金柱钉，最终获得一种密排镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法，包括有高铬铸铁磨辊基体和TiC钢结合金柱钉，在所述的高铬铸铁磨辊基体表面密排镶铸若干所述的TiC钢结合金柱
钉；所述TiC钢结合金柱钉为采用粉末冶金工艺制备得到的，具体为集配70~80%TiC微粉和20~30%Fe
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Cr
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Mn
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Mo
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V系高熵合金粉，均匀混合后湿法球磨，沉淀干燥过筛后造粒掺胶模压成正六棱柱钉型，在700~800℃温度下预烧结脱胶，最后经过1450~1600℃高温真空烧结获得TiC钢结合金柱钉；采用砂型工艺生产，将TiC钢结合金柱钉固定在磨辊外部砂芯指定位置，浇注1500~1550℃高铬铸铁铁水，获得在高铬铸铁磨辊基体上密排镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊本体。
[0007]将得到的立磨磨辊本体装进台车式箱式电阻炉进行阶梯式升温，1000~1050℃保温6~12h后出炉进行风雾冷却淬火，冷却至200~300℃时空冷至室温，然后装炉进行阶梯式升温，400~500℃保温6~12h后炉冷至室温。
[0008]所述的TiC钢结合金柱钉硬度HRC≥68，抗弯强度≥2200MPa；所述的高铬铸铁磨辊基体硬度为58~63HRC。
[0009]所述的TiC钢结合金柱钉为正六棱柱钉型，在TiC钢结合金柱钉其中一端对称面同一位置均开设两个沟槽。
[0010]所述沟槽深度为2~5mm。
[0011]所述的相邻的两个TiC钢结合金柱钉的间距为8~15mm。
[0012]本专利技术的优点是：本专利技术以集配70 ~80%的TiC微粉作为TiC柱钉的耐磨相，确保TiC柱钉的硬度与陶瓷接近（HRC≥68）。引入10~20%左右的Fe
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Cr
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Mn
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Mo
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V系高熵合金作为粘接相，充分利用Cr与V能有效降低合金的表面张力的特性，增加合金对TiC粉体的润湿性，进而提高TiC柱钉的抗弯强度（≥2200MPa）和粘结基体硬度（HRC45~55）；利用高熵合金的高热稳定性，提高TiC柱钉能够承受的浇注温度（1500℃），从而减少后期熔铸复合过程中柱钉熔化量。采用砂型铸造工艺生产，浇注高温高铬铸铁铁水镶铸复合TiC钢结合金柱钉制备磨辊，生产效率大幅度提高，耐磨性好，性价比高，具有较广阔的应用前景。
附图说明
[0013]图1为 TiC柱钉的结构示意图；图2为 TiC柱钉镶铸复合磨辊结构示意；图中标号：TiC钢结合金柱钉1、沟槽2、高铬铸铁磨辊基体3、立磨磨辊本体4。
具体实施方式
[0014]如图2所示，一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法，它的结构包括TiC钢结合金柱钉1、和高铬铸铁磨辊基体3，这是一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊，主要由高铬铸铁磨辊基体3和TiC钢结合金柱钉1两部分组成。
[0015]如图1所示，所述TiC钢结合金柱钉1为采用粉末冶金工艺制备得到的正六棱柱型钢结合金柱钉，具体为集配70~80%TiC微粉和20~30%Fe
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Cr
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Mn
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Mo
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V系高熵合金粉，均匀混合后湿法球磨，沉淀干燥过筛后造粒掺胶模压成正六棱柱钉型，在700~800℃温度下预烧结脱胶（橡胶或石蜡），最后经过1450~1600℃高温真空烧结获得性能优异的钢结硬质合金柱钉棒。
[0016]在TiC钢结合金柱钉1其中一端对称面同一位置分别开设两个沟槽2，沟槽2深度大约2~5mm，便于TiC钢结合金柱钉1更好的镶铸在立磨磨辊工作表面。
[0017]将TiC钢结合金柱钉1密排固定在磨辊外部砂芯指定位置，所述TiC钢结合金柱钉的间距为8~15mm。
[0018]采用砂型工艺生产，将TiC钢结合金柱钉1固定在磨辊外部砂芯指定位置，浇注1500~1550℃高铬铸铁铁水，获得一种在高铬铸铁磨辊基体3上密排镶铸TiC钢结合金柱钉1的立磨磨辊本体4。
[0019]将立磨磨辊本体4装进台车式箱式电阻炉进行阶梯式升温， 1000~1050℃保温6~12h后出炉进行风雾冷却淬火，冷却至200~300℃时空冷至室温，然后装炉进行阶梯式升温，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法，其特征在于：包括有高铬铸铁磨辊基体和TiC钢结合金柱钉，在所述的高铬铸铁磨辊基体表面密排镶铸若干所述的TiC钢结合金柱钉；所述TiC钢结合金柱钉为采用粉末冶金工艺制备得到的，具体为集配70~80%TiC微粉和20~30%Fe
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Cr
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Mn
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Mo
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V系高熵合金粉，均匀混合后湿法球磨，沉淀干燥过筛后造粒掺胶模压成正六棱柱钉型，在700~800℃温度下预烧结脱胶，最后经过1450~1600℃高温真空烧结获得TiC钢结合金柱钉；采用砂型工艺生产，将TiC钢结合金柱钉固定在磨辊外部砂芯指定位置，浇注1500~1550℃高铬铸铁铁水，获得在高铬铸铁磨辊基体上密排镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊本体。2.根据权利要求1所述的一种镶铸TiC钢结合金柱钉的立磨磨辊的制备方法，其特征在于：将得到的立...

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