强化辊子及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种形式为板、片、圆柱和部分圆柱之一的产品，其适于被用作耐磨工作表面的至少一部分。所述产品包括金属基体复合物，金属基体复合物包括分散在基体材料内的多个无机颗粒。基体材料包括至少金属和金属合金之一，无机颗粒的熔化温度高于基体材料的熔化温度。多个硬元件嵌在金属基体复合物中。金属基体复合物的耐磨性小于硬元件的耐磨性，在产品使用期间金属基体复合物优先磨损，因此在产品的工作表面上的多个硬元件的每个之间提供或维持间隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在高压碾磨机内高压粉碎颗粒状材料，例如矿物和矿石的辊子。 更具体地说，本专利技术涉及适于用作辊子的耐磨工作面的产品和制造该产品以及包括该产品的辊子的方法。
技术介绍
颗粒状材料，例如矿物质和矿石的粉碎通常在高压磨碎机内的辊子之间进行。高压磨碎机一般使用一对相对的反转磨辊。一个磨辊的旋转轴是固定的，第二个辊子的旋转轴是浮动的。连接到浮动辊子的液压系统控制浮动辊子相对于固定辊子的位置，提供辊子之间的压力和经过辊子之间的材料上的可调节的碾磨压力。辊子的转速也是可调节的以最佳化碾磨条件。通过控制辊子之间的间隙、辊子的速度、施加的力，经过辊子之间的矿石或其它材料可以以相对低的输入能量和有效的方式被压碎。在颗粒状材料的高压碾磨过程中，将被碾磨的材料被供送到辊子之间的间隙中。 间隙被称为“压挤区”，还可以被称为“辊缝”。进入压挤区的矿石的碾磨，例如，通过颗粒内部破坏机构来完成，颗粒内部破坏是由随着材料流经过反转辊子之间在材料流内产生的超高压引起的。另外，以该方法碾磨的矿石呈现矿石颗粒内的破裂，这有益于矿石的下游加工。如可以预料到的，碾磨操作在高压碾磨装置的磨辊上施加了超高的机械压力，磨辊会很快磨损。一个已知的改善辊子表面耐磨性的方法是在该表面上焊接硬金属材料层。图1描绘了现有技术中包括焊接的耐磨表层的磨辊。焊接工艺会既费时又费钱。另一个已知的改善磨辊表面耐磨性的方法是提供从辊子的工作面上突出的硬的区域。图2描绘了现有技术中辊子的两个视图，辊子包括从辊子的工作面上突出的经焊接的硬的区域。图2的俯视图是辊子表面的放大视图，示出了各突出部分和在突出部分之间的间隙。所述间隙收集被碾磨的材料的细微颗粒，为辊子表面提供自生的磨损保护。美国专利No. 5，203，513和7，497，396公开了一种适于用在高压磨碎机内的辊子， 其包括之间带有间隙的硬的突出部分。正如图2中描绘的现有技术辊子一样，硬的突出部分之间的间隙收集被碾磨的材料的细微颗粒，所述细微颗粒为辊面提供自生的磨损保护。 并且，收集的微粒与被碾磨的材料之间的摩擦力有助于牵引将被碾磨进入压挤区的材料。 ‘513和‘396专利中描述的制造辊子的方法主要包括将硬的突出部分焊接到辊子表面上。美国专利No. 6，086，003和5，755，033还公开了适于用在高压磨碎机中的辊子，其包括硬的突出部分和突出部分之间的间隙。在‘003和‘033专利中描述的制造磨辊的方法包括将硬的本体嵌入大量金属粉末内和通过热均压压制来夯实粉末。上述专利中描述的制造耐磨高压辊子的方法费钱且费力。例如，利用焊接工艺将硬元件固定到辊子表面上限制了制造硬元件所用材料的范围。大型辊子的热均压压制需要使用昂贵的设备，并且通过热均压压制制造出的磨辊在野外修理不方便。因此，需要一种改善磨辊工作面耐磨性的产品和方法。最好这种产品和方法要用的设备相对便宜；允许各种各样的材料用作突出的硬元件；准许加工用在磨辊中的基体材料(matrix material)；并且准许在野外方便修理辊子表面。
技术实现思路
根据本专利技术的一个非限制性的方面，形式为板、片、圆柱和部分圆柱之一的一种产品，该产品适于用作辊子的耐磨工作面的至少一部分，该产品包括金属基体复合物，金属基体复合物包括多个分散在基体材料内的无机颗粒，基体材料包括至少金属和金属合金之一。无机颗粒的熔化温度高于基体材料的熔化温度。多个硬元件散布在金属基体复合物内。 在一个非限制性的实施例中，金属基体复合物的耐磨性小于硬元件的耐磨性和在使用产品时金属基体复合物可以优先磨损，从而在产品的工作面上的多个硬元件的每一个之间提供或维持(preserving)间隙。在非限制性的实施例中，制造适于用作辊子的耐磨工作面的产品的方法包括将多个硬元件定位在模子的底面上的预定位置上。每个硬元件包括第一端和相对的第二端。第一端和相对的第二端之间存在基本相等的距离。每个硬元件的相对的第二端靠在模子的底面上，以便部分地填充模子的空的空间和限定模子内的未占用空间。无机颗粒可以被添加到模子以至少部分地填充空的容积和提供在无机颗粒之间和在无机颗粒与硬元件之间的剩余空间。非限制性的实施例包括加热多个硬元件和无机颗粒到渗透温度(infiltrating temperature)。剩余空间可以被基体材料渗透(infiltrated)，基体材料包括熔化温度比无机颗粒低的至少熔融金属和熔融金属合金之一。使布置在剩余空间中的基体材料固化，从而将硬元件和无机颗粒固结(bind)在产品内。本专利技术的某一方面包括用于粉碎颗粒状材料的磨辊。在非限制性的实施例中，磨辊可以包括圆柱形芯体，圆柱形芯体包括外表面和至少一个适于用作磨辊的耐磨工作面的耐磨产品，该耐磨产品可除去地附着于圆柱形芯体的外表面。所述产品可以包括金属基体复合物，金属基体复合物包括多个分散在基体材料内的无机颗粒，基体材料包括至少金属和金属合金之一以及多个散布在金属基体复合物内的硬元件。金属基体复合物的耐磨性小于硬元件的耐磨性，在使用磨辊时金属基体复合物可以优先磨损，从而在产品表面的多个硬元件的每个之间提供或维持间隙。制造或维修磨辊的方法可以包括提供包括外表面的圆柱形芯体，和将本文公开的耐磨产品的实施例可除去地附着于圆柱形芯体的外表面。附图说明参考附图可以更好地理解本文所描述的产品和方法的特征和优点，附图中图1是现有技术中具有焊接表面的磨辊的图片；图2描绘了现有技术中磨辊的图片，辊子包括焊接的突出部分，突出部分包括硬元件和突出部分之间的间隙；图3A是根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例的示意俯视图IBB是根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例的示意截面图，包括从金属基体复合物上突出的、间隔开的硬元件；图3C是根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例的示意截面图，包括顶面基本上与金属基体复合物的表面共面的间隔开的硬元件；图3D是根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例的示意截面图，包括顶面被金属基体复合物覆盖的硬元件；图4是图示了制造根据本专利技术的适于用作辊子工作面的耐磨产品的方法的一个非限制性实施例的流程图5A示意地图示了作为制造根据本专利技术的耐磨产品的方法的非限制性实施例中的一个步骤在模子中定位硬元件；图5B示意地图示了作为制造根据本专利技术的耐磨产品的方法的非限制性实施例中的一个步骤向模子添加无机颗粒；图5C示意地图示了作为制造根据本专利技术的耐磨产品的方法的非限制性实施例中的一个步骤渗透基体材料；图6是双片纵向模子的非限制性实施例的俯视示意图，双片纵向模子包括根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例；图7是根据本专利技术的磨辊的非限制性实施例的示意图，包括可除去地安装到辊子的表面的耐磨产品；和图8是根据本专利技术的耐磨产品的非限制性实施例的图片。在考虑到下文根据本专利技术的某些非限制性实施例的详细说明后，读者会领会到上述以及别的细节。具体实施方式在非限制性实施例的本说明中，除了操作实施例中或另外说明的情况以外，所有表示数量或特征的数值在所有情况下将被理解为被术语“大约”修饰。因此，除非有相反的表示，以下说明中阐述的任何数值参数均是近似值，其可以根据人们想要在本专利技术的部分和方法中获得的所需性能而变化。至少，而不是企图限制权利要求范围的等价物的原则的应用，在本说明书中描述的各个数值参数应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PK米尔钱达尼，ME钱德勒，
申请(专利权)人：TDY工业公司，
类型：发明
国别省市：