复合耐磨件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合耐磨件。该耐磨件由具有凹部的金属基体部、以及与所述基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，所述工作层部中嵌入有多个空心陶瓷柱，而且所述空心陶瓷柱通过在所述一体浇注时流入所述空心陶瓷柱的空心部和所述空心陶瓷柱的外周部的金属液的凝固而固定在所述工作层部；所述空心陶瓷柱垂直分布于所述工作层部中且分别套设于金属网孔中。该复合耐磨件是在金属耐磨件的工作层中镶铸空心陶瓷提高耐磨性能，延长了使用寿命，而且未使用粘结剂，同镶嵌式陶瓷柱相比，不易发生复合陶瓷大面积剥落的情况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种耐磨件，特别涉及一种复合耐磨件，该复合耐磨件特别适用于磨煤机的衬板和辊套。
技术介绍
百年来金属耐磨材料从锰钢、镍硬铸铁到高铬铸铁、表面堆焊材料，在不同领域发挥着各自的作用，但随着耐磨材料硬度逐步提高，脆性也大大增加，带来断裂风险。随着工业技术进步，用户对耐磨材料的要求越来越高，不但要有更高的耐磨性，还要有足够的韧性。另外，影响耐磨件寿命的重要因素是磨损严重，特别是在火力发电厂中使用的磨煤机，由于国内电煤情况普遍低于设计煤种，导致耐磨件磨损严重，检修周期缩短，影响了正常电力生产。因此，提高耐磨件的使用寿命非常重要。普遍使用的三氧化二铝陶瓷有着极高的硬度和耐磨性，但韧性较低，而金属基耐磨陶瓷可以有效解决材料在耐磨性和冲击韧性上的矛盾。目前已知的镶嵌式陶瓷柱复合耐磨材料，采用三氧化二铝陶瓷韧性低，而氧化锆陶瓷成本高，实心柱状陶瓷柱结构壁厚大，导热率低，易产生爆裂或块状脱落现象，同时采用的粘结剂易造成环境污染。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合耐磨件。该复合耐磨件的耐磨性可达到相应的金属耐磨件的2倍以上，而且未使用粘结剂降低了环境污染 ’另夕卜，本技术的复合耐磨件较现有的镶嵌式陶瓷柱复合耐磨材料而言，陶瓷柱结合的更加牢固，不易脱落。本技术提供的复合耐磨件，由具有凹部的金属基体部、以及与所述基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，所述工作层部中嵌入有多个空心陶瓷柱，而且所述空心陶瓷柱通过在所述一体浇注时流入所述空心陶瓷柱的空心部和所述空心陶瓷柱的外周部的金属液的凝固而固定在所述工作层部；所述空心陶瓷柱垂直分布于所述工作层部中且分别套设于金属网孔中。优选地，所述空心陶瓷柱为氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷柱。优选地，所述空心陶瓷柱为圆柱外径台阶结构，所述金属网套设在所述空心陶瓷柱的台阶处。更优选地，所述空心陶瓷柱由第一圆柱体部和第二圆柱体部一体构成，所述第一圆柱体部的外径为24_、所述第二圆柱体部的外径为28_、所述第一圆柱体部和所述第二圆柱体部的内径均为14mm、所述陶瓷柱的总高为30mm;而且所述第二圆柱体部侧的端面朝向所述工作层部的上表面。优选地,所述一体烧注时米用的金属液为高铬铸铁金属液。优选地，所述复合耐磨件是磨煤机的衬板或者辊套。优选地，所述金属网还设于所述空心陶瓷柱的上下端面。所述金属网可以是钢网或/和铁网。本技术的有益效果此种复合耐磨件是在金属耐磨件的工作层中镶铸空心陶瓷提高耐磨性能，延长了使用寿命。属于空心陶瓷与耐磨金属基体铸态结合，在不用粘结剂的情况下，将空心陶瓷柱用铁网和钢网固定在砂型中，直接浇注而成，这样空心陶瓷柱被牢固镶铸在金属耐磨件的工作层中，同镶嵌式陶瓷柱相比，在使用过程中不易发生复合陶瓷大面积剥落的情况。本技术的空心陶瓷柱为氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷克服了纯三氧化二铝陶瓷高硬度低韧性的不足，此陶瓷与金属基体高强度、高韧性的特点得到有机结合，复合件的整体耐磨性可达到相应金属耐磨件的2倍以上，使得磨煤机能够更好地适应节本增效和降低环境污染的要求，产品更加符合用户需要。附图说明图1是本技术复合耐磨陶瓷衬板；图2是本技术复合耐磨陶瓷辊套；图3是空心陶瓷柱的结构示意图。其中，附图标记说明如下1 :空心陶瓷柱；2 :闻络铸铁金属基体部具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行说明，但本技术并不限于此。本技术提供的复合耐磨件由具有凹部的金属基体部、以及与所述基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，所述工作层部中嵌入有多个空心的陶瓷柱，而且所述陶瓷柱通过在所述一体浇注时流入所述陶瓷柱空心部和所述陶瓷柱外周部的金属液的凝固而固定在所述工作层部；所述陶瓷柱垂直分布于所述工作层部中且分别套设于金属网孔中。作为一种优选实施方式，本技术所述的陶瓷柱可以是氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷柱，其可以克服纯三氧化二铝陶瓷韧性不足的缺点，从而改善复合耐磨件的耐磨性能。优选氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷柱中二氧化锆含量为46-6O (重量)％，三氧化二铝的含量为4(Γ54 (重量)％。可以根据耐磨铸件使 用工况选用陶瓷柱的具体成分配比，由于所述陶瓷柱为空心陶瓷柱，在降低成本的同时可以使其嵌入复合耐磨件工作层部的牢固程度更强，同时导热率高，不易产生爆裂或块状脱落现象。作为另一种优选实施方式，本技术所述的陶瓷柱为圆柱外径台阶结构，即由直径不同的多段陶瓷柱构成而且多段陶瓷柱是一体成型的，可以根据耐磨铸件使用工况选用具体尺寸的陶瓷柱，比如本技术的实施例中使用的陶瓷柱由第一圆柱体部和第二圆柱体部构成，具体尺寸为所述第一圆柱体部的外径为24mm、所述第二圆柱体部的外径为28mm、所述第一圆柱体部和所述第二圆柱体部的内径均为14mm、所述陶瓷柱的总高为30mm，见图3，该结构的陶瓷柱以第二圆柱体部侧的端面朝向所述工作层部的上表面的方式设置，更有利于套设于陶瓷柱上的金属网固定该陶瓷柱，也就是说，将金属网的网孔设计成与第一圆柱体部的外径相符的网格，这样金属网可以卡在台阶结构处即第一圆柱体部和第二圆柱体部的结合处，从而牢固的固定陶瓷柱，见图1和图2，采用网格为25mmX25mm的铁网对上述实施例中的陶瓷柱进行了固定。另外，为了进一步固定陶瓷柱还可以在空心陶瓷柱的上下端面上设有金属网比如铁网或钢网，其网格的尺寸小于第一、二圆柱体部外径，比如上下端面分别布置网格为8_ X 8mm钢网。所述金属网可以选用钢网或/和铁网，铁网和钢网的外形尺寸按照陶瓷柱形状进行选定，钢网的融合性按照浇注温度及速度进行选定。比如在1370 1380°C的浇注温度和O. 6^0. 8m/s的浇注速度下，钢网可以保证铁水在充型时不至于迅速融化导致陶瓷柱大量漂移。作为另一种优选实施方式，复合耐磨件在一体浇注成型时采用的金属液为高铬铸铁金属液。复合耐磨件是磨煤机的衬板或者辊套。以上复合耐磨件的优选方式可以自由组合。上述复合耐磨件的制备方法，包括如下操作将空心陶瓷柱以垂直于工作层部的方向排列并通过金属网固定于耐磨件的砂型中与所述工作层部对应的位置；然后对所述空心陶瓷柱进行预热；之后向整个砂型中浇注金属液，所述空心陶瓷柱的空心部和外周部充满金属液，冷却后内部嵌入有空心陶瓷柱的工作层部与所述金属基体部凝固成一体，从而得到所述复合耐磨件。优选地，浇注复合耐磨件用的砂型与所述陶瓷柱间留有一定空隙以便于金属液冲型。所述预热的温度优选为30(T50(TC，时间优选为3(Γ50分钟。所述浇注的温度优选为1370 1380°C，速度优选为 O. 6 O. 8m/s (相当于1. 2X 103cm3/s_2· OX 103cm3/s 的流量)。下面列举几个实施例。实施例1复合耐磨陶瓷衬板的制备方法本实施例制备用于ZGM中速磨煤机的复合耐磨陶瓷衬板见图1，陶瓷柱的材质选用氧化锆增韧三氧化二铝(其中，氧化锆的含量为46飞O (重量)％，三氧化二铝的含量为4(Γ54 (重量)％;空心陶瓷柱的结构为圆柱外径台阶结构，见图3，由第一圆柱体部和第二圆柱体部构成，具体尺寸为所述第一圆柱体部的外径为24mm、所述第二圆柱体部的外径为28mm、所述第一圆柱体部和所述第二圆柱体部的内径均为14mm、所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合耐磨件，由具有凹部的金属基体部、以及与所述基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，其特征在于，所述工作层部中嵌入有多个空心陶瓷柱，而且所述空心陶瓷柱通过在所述一体浇注时流入所述空心陶瓷柱的空心部和所述空心陶瓷柱的外周部的金属液的凝固而固定在所述工作层部；所述空心陶瓷柱垂直分布于所述工作层部中且分别套设于金属网的孔中。

【技术特征摘要】
1.一种复合耐磨件，由具有凹部的金属基体部、以及与所述基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，其特征在于， 所述工作层部中嵌入有多个空心陶瓷柱，而且所述空心陶瓷柱通过在所述一体浇注时流入所述空心陶瓷柱的空心部和所述空心陶瓷柱的外周部的金属液的凝固而固定在所述工作层部；所述空心陶瓷柱垂直分布于所述工作层部中且分别套设于金属网的孔中。2.根据权利要求1所述的复合耐磨件，其特征在于，所述空心陶瓷柱为氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷柱。3.根据权利要求1所述的复合耐磨件，其特征在于，所述空心陶瓷柱为圆柱外径台阶结构，所述金属网套设在所述空心陶瓷柱的台阶处。4.根据权利要求3所述的复合耐磨件，其特征在于， 所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺利，马绍磊，王玉磊，王嵩，聂县会，李勇，
申请(专利权)人：北京电力设备总厂，
类型：实用新型
国别省市：