[發明專利]具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法

無效

• 申請號: 200910081505.4
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101856889A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 劉振英
• 申請（專利權）人: 劉振英
• 主分類號: B32B3/14
• 分類號: B32B3/14;B32B18/00;B32B15/04;B32B7/04;B23K9/04;B23K9/235
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技術領域

本發明涉及一種耐磨件，特別是一種具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法。

背景技術

礦山，水泥、電力、礦山、化工等行業的設備中有大量工作在硬質磨粒磨損條件下的零部件，使用壽命很短。通常采用整體耐磨材料如高錳鋼或耐磨鑄鐵制造這些零部件或采用表面噴涂耐磨材料如陶瓷涂層等方法以提高其壽命，當表面磨損達到一定程度，再堆焊硬面材料進行修復，現有的堆焊硬面材料硬度可達到HRA65度。而耐磨陶瓷材料的硬度可達HRA87度，相同試件用P＝76N、n＝800轉/分、t＝30分鐘的耐磨試驗進行比較，錳鋼磨損0.053克，高鉻鑄鐵磨損0.0342克，Al₂O₃剛玉磨損率僅0.00019克，可見耐磨陶瓷材料的耐磨性能是普通耐磨材料的100-200倍，利用耐磨陶瓷材料是當前制造和修復耐磨零部件行業的發展方向。

現有的在耐磨件上制備耐磨陶瓷方法有：

表面噴涂耐磨陶瓷涂層，由于噴涂層與底材結合強度較差，容易發生脫落，涂層不致密；

在基體材料表面電鍍耐磨陶瓷涂層，結合強度有所改善，但涂層厚度有限，且無法用于如磨煤機、水泥磨粉機中的磨輥等大型耐磨件；

鋁熱法制備陶瓷熔覆層，如01139227.4陶瓷內襯鋼管的制造方法、CN1059376A中所公開的一種離心一鋁熱法制備陶瓷熔覆層的方法，以及J63089680，J63089675，J62086172，利用反應物的化學能產生熔覆過程所需的熱量，而利用離心力使得熔融狀態的反應生成物液相分離，由于極高的熔體溫度(約2400K)，底材與熔覆層之間可形成強烈的冶金結合，從而獲得不易剝落的熔覆層。這種方法只適用于管狀零件內壁覆層，無法用于平板或圓柱外表面。

粘接法，如200410017901.8、200520051421.3所公開的用無機粘接劑將耐磨陶瓷片粘接到零件表面制作耐磨層，同樣存在結合強度差的問題。

鑲嵌法，200610107261.9公開了一種金屬陶瓷耐磨復合材料及制備方法，以金屬耐磨板為基體，在鋼板上鑿孔，然后把耐磨陶瓷材料鑲嵌在鋼板孔內，構成一種高韌性、高耐磨的復合板。不難看出，鑲嵌在鋼板孔內耐磨陶瓷材料在力的作用下，必然與鋼板孔產生擠壓，使孔變形，最終鑲嵌在鋼板孔內耐磨陶瓷材料脫落，且無法修復。

綜上所述，現有的各種表面耐磨陶瓷覆層的制備方法，均不適用于重負荷的大型耐磨件，如何將耐磨性能好的耐磨陶瓷應用于重負荷的大型耐磨件修復和制造，是本行業多年來謀求解決的難題之一。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術的上述不足，而提供一種具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法。

本實用新型所提供的具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法是由如下技術方案來實現的。

一種具有陶瓷覆層的耐磨件，包括基體和耐磨陶瓷塊，其特征在于：所述耐磨陶瓷塊是縱橫截面均為上小下大的凸形耐磨陶瓷塊條，所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷條均勻貼敷于所述基體的整個耐磨表面上，相鄰二耐磨陶瓷條之間留有間隙，在基體上熔敷有固定堆焊層，固定堆焊層上熔敷耐磨堆焊層，所述固定堆焊層和耐磨堆焊層包覆所述耐磨陶瓷條。

除上述必要技術特征外，在具體實施過程中，還可進一步補充如下技術內容。

所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷塊條的長度方向與耐磨件工作時的運動方向垂直。

所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷條是梯形、或凸字形、或工字形，所述梯形的腰與下底之間的夾角為45°～90°，優選值為60°～85°。

所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷條的上底寬度為10～50mm。

所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述相鄰二耐磨陶瓷條之間的最小間隙，二凸形截面的耐磨陶瓷條下底之間的間隔為4～40mm，優選值為6～18mm。

本發明還提供一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，所述制造方法也可用于再制造修復。

一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于包括以下步驟：

1)去除基體表面雜物，如氧化物、油污及鑲嵌于表面的被磨材料顆粒。

2)將耐磨陶瓷條用膠粘貼于基體表面并保留一定間隙。

3)在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊，在固定加強堆焊層上進行耐磨堆焊，使堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨件。