[發明專利]一種金屬陶瓷復合耐磨制品及其制備方法

有效

• 申請號: 201210327943.6
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103418790A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張軼
• 申請（專利權）人: 棗陽秦鴻新材料有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B22F3/24
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 何靜月

技術領域

本發明涉及一種適用于礦山、電力、水泥、等行業上球磨機，破碎機輥壓機等粉磨破碎設備的耐磨易損件的制備方法。

背景技術

球磨機及破碎機，輥壓機是廣泛用于建材、礦山、冶金、電力等行業粉磨物料的關鍵設備，磨球，襯板及錘頭是球磨機破碎機中最常用的研磨介質，也是磨粉行業中易磨損件消耗量最大的零件；隨著各種行業不斷的發展，對材料的比表面積和細度要求逾益更高，作為企業對研磨體的正確選材顯得尤為重要。耐磨性高的研磨體，在長時間保持級配不變的同時不僅提高粉磨效率、減少開停機補倉更換次數和時間，也延長清倉周期、減輕工人勞動強度，同時對提高磨機破碎機臺時產量、保證磨料質量以及降低電耗和研磨體的消耗有著重要的意義。

對于研磨體磨球襯板錘頭而言，不僅要求高的耐磨性能，也需要較高的機械韌性及抗沖擊能力，各種研磨體如磨球襯板錘頭使用量巨大，并且消耗驚人，據統計，僅我國每年消耗的磨球約為200多萬噸，球磨機襯板錘頭消耗達60萬噸，價值幾十億元。目前，國內主要的磨球生產方法有：1、鍛造磨球、2、鑄造磨球、；這兩種生產方法生產的磨球，原料消耗大，環境污染大，手工操作且工人勞動強度大，質量波動大，機械化程度低造成生產效率低。生產球磨機的磨球及襯板，破碎機的錘頭及輥壓機輥套主要材料有：1、高鉻合金、2、低鉻合金，3、中高碳鋼鍛球，4、中鉻中錳合金（鑄球）等；上述產品生產材料都是屬于金屬內范疇，眾所周知，機械韌性、抗沖擊性、耐磨性在單一的金屬材料中很難得到完美的平衡。

例如鉻合金鑄球，就化學成份而言，從低鉻到高鉻有幾十種不同的材質，鑄造磨球GB/T17445-2009國家標準規定，低鉻球鉻含量1%－3%、硬度HRC≥45；多元合金球鉻含量4%－6%、硬度HRC≥47；中鉻合金球鉻含量7%－10%、硬度HRC≥48；高鉻合金球鉻含量≥10%－14%、硬度HRC≥58；特殊高鉻球鉻含量超過14%、硬度HRC≥58。

高鉻合金磨球襯板及錘頭的鑄造工藝是通過對廢鋼、鉻合金材料進行熔煉；以及對鐵水進行處理和調質；再加以的金屬模、砂模澆鑄成型工藝；而后經高溫淬火+回火處理后獲得馬氏體基體，來提高這些產品（磨球）的硬度，高鉻鑄鐵耐磨制品含鉻高，一般在lO～20％之間，而且還需要加入足量的鉬、銅等貴重元素來提高其淬透性，所以高鉻鑄鐵的價格較高，從而限制了它的推廣。而且高鉻鑄鐵是白口鐵，韌性較差，不宜用在直徑較大的球磨機(超過4m)破碎機上使用，以免磨球的破碎率增多襯板錘頭斷裂的風險。高鉻鑄鐵在干磨時表現出了很好的耐磨性，但在濕磨時，由于礦漿的作用產生電化學腐蝕，高鉻鑄鐵的組織中有大量共晶碳化物，而且碳化物與基體的電極電位不同，在濕磨條件下形成晶界腐蝕，使共晶碳化物因支撐削弱而折斷，或因失去與基體的連接而脫落。

中鉻鑄鐵是一種含鉻量在4～10％之問的耐磨材料，其耐磨性和韌性介于高鉻鑄鐵和低鉻鑄鐵之間，由于價格和性能無明顯優勢，在濕磨中也同樣存在腐蝕較嚴重的問題，還是由于碳化物與基體的電極電位不同，導致晶界腐蝕而降低其耐磨性。

貝氏體球墨鑄鐵磨球襯板、貝氏體鍛鋼球和貝氏體／馬氏體復相球墨鑄鐵磨球襯板力學性能很好，但是由于貝氏體組織比較難得到，存在生產工藝復雜、生產質量難控制的問題，從而導致質量不穩定，而高碳鍛鋼球的韌性很好，但由于硬度低，耐磨性與鑄鐵球相比還還有一段差距。

低鉻白口鑄鐵磨球襯板是近年來發展較快的一種合金鑄鐵，其鉻含量在5％以下。現在通過調整合金成分設計，嚴格控制碳、硅含量，改善其碳化物形態、分布來提高其韌性，其性能為HRC：45～50，由于所用的低鉻球所含有的滲碳體型碳化物對基體的割裂作用還很強，因此其綜合力學性能較低。

另外磨球和襯板及破碎機錘頭在工作過程中還受到高應力沖擊作用，硬度過高就會造成韌性下降，從而導致此類耐磨件在使用時疲勞剝落和破碎等現象的發生，而硬度過低又會在短時間磨損嚴重造成資源的浪費。在實際應用中，材料的韌性和硬度是一對矛盾，往往高硬度就意味著低韌性，很難將高硬度和高韌性結合于一體，而本發明是將硬質陶瓷顆粒相引入到金屬相，從而達到提高產品的硬度而不降低韌性。

發明內容

為解決現有技術的上述不足，本發明的目的在于提供一種具有高的耐磨性能，和高的機械韌性及抗沖擊能力,使用壽命長.改善材料的疲勞抗性的金屬陶瓷復合耐磨制品。