本發(fā)明屬于耐磨材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種圓錐破碎機的化學(xué)法活化處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合破碎壁的制備方法。

背景技術(shù)：

圓錐破碎機適用于冶金、建筑、筑路、化學(xué)及硅酸鹽行業(yè)中原料的破碎，根據(jù)破碎原理的不同和產(chǎn)品顆粒大小不同，又分為很多型號。圓錐破碎機破碎比大、效率高、能耗低，產(chǎn)品粒度均勻，適合中碎和細(xì)碎各種礦石，巖石。圓錐破碎機工作時，電動機的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪或聯(lián)軸器、圓錐破碎機傳動軸和圓錐破碎機圓錐部在偏心套的迫動下繞一個固定點作旋擺運動。從而使破碎圓錐的破碎壁時而靠近又時而離開固裝在調(diào)整套上的軋臼壁表面，使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊，擠壓和彎曲作用而實現(xiàn)礦石的破碎。因此，破碎壁是圓錐破碎機的主要受力部件，為了提高破碎機的使用壽命，就必須要提高破碎壁的耐磨損性能。

陶瓷顆粒增強金屬基復(fù)合材料既具備基體金屬良好的塑性和沖擊韌性、易成型等優(yōu)點，同時又具備陶瓷顆粒的高強度、高硬度和高耐磨性。當(dāng)復(fù)合材料受到外界的磨損，初始時復(fù)合層中基體相和增強相同時起作用，隨著磨損時間的延長，基體相逐漸磨掉，增強相則單獨凸出進(jìn)一步保護(hù)基體，提高了材料的整體抗磨損性能。

制備陶瓷顆粒增強金屬基復(fù)合材料的增強顆粒選擇ZTA陶瓷顆粒，ZTA陶瓷顆粒具有其他顆粒無法比擬的許多優(yōu)勢：首先，ZTA相對于其他的增強顆粒價格適中，性價比高；其次，ZTA陶瓷的熱膨脹系數(shù)更接近于鋼鐵材料的熱膨脹系數(shù)，ZTA陶瓷顆粒作為增強相可以與鐵基制得具有良好熱匹配性的復(fù)合材料。另外，ZTA復(fù)相陶瓷可以通過控制Al2O3和ZrO2的成分比，改變其力學(xué)性能和熱力學(xué)性能參數(shù)，從而可以和不同的基體相制備復(fù)合材料，大大擴(kuò)展了ZTA復(fù)相陶瓷的應(yīng)用范圍。

但是，ZTA顆粒與鐵基之間結(jié)合性較差，通過鑄滲法制備的復(fù)合材料中ZTA陶瓷顆粒和鐵基的結(jié)合為機械結(jié)合，使得ZTA陶瓷顆粒無法起到增強的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的在于克服以上技術(shù)問題，提出一種化學(xué)法活化處理ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合破碎壁的制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于化學(xué)法活化處理的ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合破碎壁的制備方法，包括以下步驟：

1)將活性元素鈦與無機鹽混合，加入ZTA顆粒攪拌均勻進(jìn)行高溫鹽浴鍍，高溫鹽浴溫度為710-800℃，保溫15-75min，得到均勻鈦鍍層；

2)將已鍍鈦的ZTA顆粒置入化學(xué)鍍鎳液中，使用磁力攪拌器攪拌并加熱保溫2-6小時，在鈦鍍層外周形成鎳層；

3)將鍍覆后的ZTA顆粒燒結(jié)，自室溫以10-15℃/min的升溫速度升溫至1200℃，然后以5-8℃/min的升溫速度升溫至1400℃燒結(jié)，隨爐冷卻，ZTA顆粒相互連接成孔隙狀預(yù)制體；

4)將預(yù)制體固定在鑄型的端面或工作面，然后采用鑄滲工藝澆注鋼鐵基體材料金屬液，冷卻后得到ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合破碎壁。

進(jìn)一步的，步驟1)中活性元素鈦為分析純的鈦粉，鈦粉占無機鹽的質(zhì)量比為10％-15％。

進(jìn)一步的，鹽浴鍍時ZTA顆粒占鈦、無機鹽和ZTA顆?？傎|(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％-80％。

進(jìn)一步的，鍍鎳加熱溫度為70-90℃。

進(jìn)一步的，金屬液為高錳鋼、鉻系合金鑄鐵或鎳硬鑄鐵。

進(jìn)一步的，步驟3)中于1400℃燒結(jié)1小時。

進(jìn)一步的，所述無機鹽為氯鹽。

進(jìn)一步的，所述無機鹽為氯化鈉、氯化鈣或氯化鉀。

進(jìn)一步的，復(fù)合破碎壁為圓錐破碎機破碎壁、旋回式破碎機破碎壁、環(huán)錘式破碎機破碎壁或顎式破碎機破碎壁。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明中引入的活性元素，鹽浴鍍鈦時鈦與ZTA陶瓷顆粒表面形成冶金結(jié)合，增強了鈦層和ZTA陶瓷顆粒之間的界面結(jié)合性，使ZTA顆粒與金屬之間結(jié)合由機械結(jié)合變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合。鹽浴鍍鈦后的ZTA陶瓷顆粒再進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，鈦鎳結(jié)合處可以生成鈦鎳合金，鎳鈦合金層在金屬基體與ZTA顆粒之間起到了一個柔性過渡層的作用，大大提高界面的結(jié)合強度。

本發(fā)明制備得到的復(fù)合破碎壁的復(fù)合層中，金屬基體分布在ZTA陶瓷顆粒的孔隙中，當(dāng)破碎壁受到外界沖擊摩擦?xí)r，ZTA陶瓷顆粒對金屬基體起到一定的保護(hù)作用，從而提高了破碎壁的耐磨損性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1制備的復(fù)合破碎壁示意圖。其中圖1(a)為復(fù)合破碎壁外磨面示意圖，圖1(b)為復(fù)合破碎壁內(nèi)磨面示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1：圓錐破碎機破碎壁

1)將鈦粉與無機鹽混合，加入ZTA顆粒攪拌均勻進(jìn)行高溫鹽浴鍍，高溫鹽浴溫度為750℃，保溫15min，得到均勻鍍層；其中，鈦粉占無機鹽的質(zhì)量比為10％，鹽浴鍍時ZTA陶瓷顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％。

2)將已鍍鈦的ZTA顆粒置入化學(xué)鍍液中，使用磁力攪拌器攪拌并加熱至70℃保溫2小時，得到鎳層；

3)將鍍覆后的ZTA顆粒燒結(jié)，自室溫以10-15℃/min的升溫速度升溫至1200℃，然后以5-8℃/min的升溫速度升溫至1400℃燒結(jié)1小時，隨爐冷卻，ZTA顆粒相互連接成孔隙狀預(yù)制體；

4)將預(yù)制體固定在砂型中，然后采用鑄滲工藝澆注鋼鐵基體材料金屬液，冷卻后得到圖1所示的ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合破碎壁(圓錐破碎機破碎壁)，化學(xué)活化處理后的ZTA陶瓷顆粒1分布在金屬基體2上。

實施例2：旋回式破碎機破碎壁

1)將鈦粉與無機鹽混合，加入ZTA顆粒攪拌均勻進(jìn)行高溫鹽浴鍍，高溫鹽浴溫度為780℃，保溫30min，得到均勻鍍層；其中，鈦粉占無機鹽的質(zhì)量比為15％，鹽浴鍍時ZTA陶瓷顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72％。

2)將已鍍鈦的ZTA顆粒置入化學(xué)鍍液中，使用磁力攪拌器攪拌并加熱至76℃保溫4小時，得到鎳層；

3)將鍍覆后的ZTA顆粒燒結(jié)，自室溫以10-15℃/min的升溫速度升溫至1200℃，然后以5-8℃/min的升溫速度升溫至1400℃燒結(jié)1小時，隨爐冷卻，ZTA顆粒相互連接成孔隙狀預(yù)制體；

4)將預(yù)制體固定在砂型中，然后采用鑄滲工藝澆注鋼鐵基體材料金屬液，冷卻后得到ZTA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合旋回式破碎機破碎壁。

實施例3：環(huán)錘式破碎機破碎壁

1)將鈦粉與無機鹽混合，加入ZTA顆粒攪拌均勻進(jìn)行高溫鹽浴鍍，高溫鹽浴溫度為710℃，保溫45min，得到均勻鍍層；其中，鈦粉占無機鹽的質(zhì)量比為12％，鹽浴鍍時ZTA陶瓷顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68％。

2)將已鍍鈦的ZTA顆粒置入化學(xué)鍍液中，使用磁力攪拌器攪拌并加熱至85℃保溫6小時，得到鎳層；

3)將鍍覆后的ZTA顆粒燒結(jié)，自室溫以10-15℃/min的升溫速度升溫至1200℃，然后以5-8℃/min的升溫速度升至1400℃燒結(jié)1小時，隨爐冷卻，ZTA顆粒相互連接成孔隙狀預(yù)制體。

4)將預(yù)制體固定在砂型中，然后采用鑄滲工藝澆注鋼鐵基體材料金屬液，冷卻后得到TA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合環(huán)錘式破碎機破碎壁。

實施例4：顎式破碎機破碎壁

1)將鈦粉與無機鹽混合，加入ZTA顆粒攪拌均勻進(jìn)行高溫鹽浴鍍，高溫鹽浴溫度為800℃，保溫60min，得到均勻鍍層；其中，鈦粉占無機鹽的質(zhì)量比為13％，鹽浴鍍時ZTA陶瓷顆粒所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％。

2)將已鍍鈦的ZTA顆粒置入化學(xué)鍍液中，使用磁力攪拌器攪拌并加熱至90℃保溫8小時，得到鎳層；

3)將鍍覆后的ZTA顆粒燒結(jié)，自室溫以10-15℃/min的升溫速度升溫至1200℃，然后以5-8℃/min的升溫速度升至1400℃燒結(jié)1小時，然后隨爐冷卻，ZTA顆粒相互連接成孔隙狀預(yù)制體；

4)將預(yù)制體固定在砂型中，然后采用鑄滲工藝澆注鋼鐵基體材料金屬液，冷卻后得到TA顆粒增強鋼鐵基復(fù)合顎式破碎機破碎壁。