用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體及其制備方法
【專利摘要】用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體及其制備方法，增強(qiáng)體為扇形板體，板體的兩側(cè)分別設(shè)有相互對應(yīng)的弧形缺口和弧形凸起，增強(qiáng)體是由剛玉和鐵粉燒結(jié)成一體的混合物，剛玉與鐵粉的重量百分比是：剛玉10-40%、鐵粉60-90%，剛玉顆粒的粒徑是0.25-0.35cm；增強(qiáng)體的制備方法為，取事先制作好的剛玉顆粒和鐵粉，混合均勻后將混合物料送入燒結(jié)窯在一定溫度下進(jìn)行燒制，燒至鐵粉完全溶化時為止；然后將燒好的混合物料置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品。本發(fā)明中，燒結(jié)時通過鐵粉的塑性吸收外加負(fù)荷，消耗裂紋尖端的能量；在增強(qiáng)體上的孔洞中澆鑄鋼水，能夠?qū)⒃鰪?qiáng)體與磨盤或磨輥連結(jié)成一體。
【專利說明】用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨陶瓷領(lǐng)域，特別涉及金屬基陶瓷材料及其制備方法，具體的說一種用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤炭、冶金、礦山、電力、建材、耐火材料、能源等行業(yè)，特別是水泥等粉體加工領(lǐng)
域制粉系統(tǒng)需要用到磨機(jī)，磨機(jī)的磨盤作為主要的磨損件，其運(yùn)行的好壞在一定程度上決定了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有磨機(jī)的耐磨塊大多是采用高錳鋼、高鉻鑄鐵等金屬制成，韌性較好，當(dāng)其磨損后，在其上面反復(fù)堆焊耐磨合金層來提高其使用壽命，但由于采用的是堆焊工藝制作，堆焊設(shè)備昂貴，堆焊一次，其壽命增加不大，同時磨機(jī)更換耐磨塊需要頻繁地停機(jī)，每次更換耐磨塊所需的時間較長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中也有采用耐磨陶瓷塊來替代金屬磨體的，其耐磨陶瓷塊主要是以氧化鋁為陶瓷相的材料制成，其具備了陶瓷材料所具備的基本性能，氧化鋁陶瓷的彈性模量和硬度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有耐熱、耐腐蝕、耐磨損和質(zhì)量小等特點(diǎn)，但氧化鋁陶瓷本身還存在燒結(jié)殘留孔隙度大及脆性大等缺陷，從而限制了它的應(yīng)用。現(xiàn)有也有將金屬基復(fù)合陶瓷襯板應(yīng)用于承受磨損的機(jī)械設(shè)備上，該金屬基復(fù)合陶瓷襯板由鋯剛玉、高鉻鐵粉和鐵粉經(jīng)電熔后注入具有多個貫通澆注孔的金屬基陶瓷增強(qiáng)體形成，其制備工藝復(fù)雜，需要多步燒結(jié)過程,燒結(jié)溫度高，時間長,成本高；而且,復(fù)合陶瓷襯板中的主要成分為鋯剛玉,鋯剛玉中含有Si02、Na2O等氧化物，在其燒成過程中會形成非晶態(tài)的玻璃相，玻璃相雖然能夠起到粘結(jié)的作用，但玻璃相的結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度較陶瓷相或金屬相低，容易在晶界處聚集，在斷裂時，裂紋易沿晶界穿過，造成襯板的強(qiáng)度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的磨機(jī)中采用耐磨陶瓷塊，存在的燒結(jié)殘留孔隙度大、脆性大及裂紋敏感性強(qiáng)等問題，提供一種用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體及其制備方法，該增強(qiáng)體能夠與磨盤連結(jié)成一體，提高磨盤的使用壽命。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉10-40%、鐵粉60-90%，剛玉顆粒的粒徑是0.25-0.35cm，所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
[0006]用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法:按重量百分比，取事先制作好的粒徑為0.25-0.35cm的剛玉10_40%、鐵粉60_90%，混合均勻后將混合物料送入窯爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050-145(TC，加熱至鐵粉完全熔化時為止；然后將熔化后的鐵水與剛玉顆粒的混合物置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品。
[0007]優(yōu)選的，窯爐中的加熱溫度為1260_1450°C。
[0008]優(yōu)選的，窯爐中的加熱溫度為1050_1190°C。
[0009]本發(fā)明在使用時，將多塊增強(qiáng)體通過其上的凸起與缺口對接在一起，然后通過增強(qiáng)體上的孔洞澆鑄鋼液，將磨盤上待安裝增強(qiáng)體的部位與增強(qiáng)體固結(jié)為一體，無需使用螺栓將襯板與襯板之間固定，以及無需使用螺栓將襯板與磨盤之間相連固定，從而避免傳統(tǒng)磨機(jī)的跑料和漏料的問題；而且各增強(qiáng)體之間的接合部位由于鋼液的作用，冷卻后，各增強(qiáng)體形成一個完整的整體，鋼液可以通過孔洞以及各增強(qiáng)體之間的接合部位浸潤到增強(qiáng)體的陶瓷顆粒之間，將陶瓷顆粒包裹起來，使陶瓷相與金屬相均勻分布，大大提高了磨盤上襯板的耐磨性，延長了其使用壽命。
[0010]有益效果:本發(fā)明采用10-40%的剛玉以及60-90%的鐵粉混合加熱，鐵粉作為韌性金屬材料，能夠作為粘接劑用于增韌剛玉材料，加熱時通過金屬的塑性吸收外加負(fù)荷，能夠增強(qiáng)陶瓷相和金屬相之間的相互作用，還能夠使陶瓷相產(chǎn)生的裂紋移位或者使裂紋在陶瓷顆粒處發(fā)生偏轉(zhuǎn)，消耗裂紋尖端的能量；本發(fā)明中，增強(qiáng)體上設(shè)有供鋼水澆鑄的孔洞，在孔洞中澆鑄鋼水，能夠?qū)⒃鰪?qiáng)體與磨盤或磨輥連結(jié)成一體，鋼水還可以通過增強(qiáng)體上的孔洞浸潤到增強(qiáng)體的陶瓷顆粒之間，將陶瓷顆粒包裹其中，能夠使陶瓷相和金屬相均勻分布。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明中增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標(biāo)記:1、增強(qiáng)體，2、弧形缺口，3、弧形凸起，4、孔洞，5、側(cè)板。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0014]用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉10-40%、鐵粉60-90%，剛玉顆粒的粒徑是0.25-0.35cm，所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
[0015]實施例1
用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉10%、鐵粉90%，剛玉顆粒的粒徑是0.35cm，所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
[0016]用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法:按重量百分比，取事先制作好的粒徑為0.35cm的剛玉顆粒10%、鐵粉90%，混合均勻后將混合物料送入窯爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050-1190°C，加熱至鐵粉完全熔化時為止；然后將熔化后的鐵水與剛玉顆粒的混合物置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品。
[0017]實施例2
用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉40%、鐵粉60%，剛玉顆粒的粒徑是0.3cm，所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
[0018]用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法:按重量百分比，取事先制作好的粒徑為0.3cm的剛玉顆粒40%、鐵粉60%，混合均勻后將混合物料送入窯爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1260-1450°C，加熱至鐵粉完全溶化時為止；然后將熔化后的鐵水與剛玉顆粒的混合物置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品。
[0019]實施例3
用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉35%，鐵粉65%，剛玉顆粒的粒徑是0.25cm，所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一 個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
[0020]用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法:按重量百分比，取事先制作好的粒徑為0.25cm的剛玉顆粒35%、鐵粉65%，混合均勻后將混合物料送入窯爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050-1450°C，加熱至鐵粉完全溶化時為止；然后將熔化后的鐵水與剛玉顆粒的混合物置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品。
[0021]本發(fā)明中，剛玉材料的理化指標(biāo)為=Al2O3≥99.4%, Na2O≤0.4%, SiO2≤0.03%。
[0022]本發(fā)明的金屬基陶瓷增強(qiáng)體兼有陶瓷的高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化特性，又具有金屬的塑性和抗沖擊性能。剛玉顆粒與鐵粉混合燒制制成金屬基陶瓷增強(qiáng)體，無需添加任何外加劑，鐵粉作為韌性金屬材料，能夠作為粘接劑用于增韌剛玉材料，燒制時通過金屬的塑性吸收外加負(fù)荷，能夠增強(qiáng)陶瓷相和金屬相之間的相互作用，還能夠使陶瓷相產(chǎn)生的裂紋移位或者使裂紋在陶瓷顆粒處發(fā)生偏轉(zhuǎn)，消耗裂紋尖端的能量，降低燒制后殘留孔隙度；避免了因采用鋯剛玉帶來的玻璃相對于陶瓷襯板整體強(qiáng)度的影響，玻璃相的存在，對其制備工藝步驟及參數(shù)要求較為嚴(yán)格，增加了其工藝難度和成本。
[0023]本發(fā)明中，增強(qiáng)體I是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板5的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口 2，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口 2相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起3，當(dāng)多塊增強(qiáng)體對接后，通過增強(qiáng)體上的孔洞澆鑄鋼水，使增強(qiáng)體與磨盤、增強(qiáng)體與增強(qiáng)體之間固結(jié)在一起，增強(qiáng)體之間弧形的凸起和缺口，在鋼水的作用下能夠緊密固結(jié)，不存在澆鑄死角。在增強(qiáng)體I上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞4，鋼水可以通過孔洞4浸潤到增強(qiáng)體I的陶瓷顆粒之間，以便將增強(qiáng)體I與磨盤連結(jié)成一體，鋼水將陶瓷顆粒包裹其中，能夠使陶瓷相和金屬相均勻分布，陶瓷相和金屬相的界面結(jié)合性能優(yōu)異，還能夠降低加熱殘留的孔隙度，在苛刻的工況條件下耐沖刷性能優(yōu)于一般的陶瓷材料，具有高耐磨性。
【權(quán)利要求】
1.用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體，該增強(qiáng)體設(shè)置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強(qiáng)體由剛玉和鐵粉組成的混合物經(jīng)燒結(jié)制成一體結(jié)構(gòu)，其中，剛玉與鐵粉的重量百分比是:剛玉10-40%、鐵粉60-90%，剛玉顆粒的粒徑是0.25-0.35cm，其特征在于:所述的增強(qiáng)體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側(cè)側(cè)板的扇形板體，其中一個側(cè)板的邊緣設(shè)有內(nèi)凹的弧形缺口，另一個側(cè)板的邊緣設(shè)有與弧形缺口相對應(yīng)設(shè)置的弧形凸起，以便使相鄰的增強(qiáng)體相互對接，在增強(qiáng)體上設(shè)有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強(qiáng)體與磨盤連結(jié)成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法，其特征在于:按重量百分比，取事先制作好的粒徑為0.25-0.35cm的剛玉10_40%、鐵粉60_90%，混合均勻后將混合物料送入窯爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050-1450°C，加熱至鐵粉完全熔化時為止；然后熔化后的鐵水與剛玉顆粒的混合物置入事先制好的模具中，冷卻后脫模，制得成品O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法，其特征在于:所述加熱溫度為1260-1450°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于立磨機(jī)磨盤的金屬基陶瓷增強(qiáng)體的制備方法，其特征在于:所述加熱溫度為1050-1190°C。
【文檔編號】B22C9/00GK103736559SQ201410000402
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】賈劍光, 賈玉川, 王書正, 楊建森 申請人:洛陽鵬飛耐磨材料股份有限公司