[發明專利]用于立磨機磨盤的金屬基陶瓷增強體及其制備方法

有效

• 申請號: 201410000402.1
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103736559A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 賈劍光;賈玉川;王書正;楊建森
• 申請（專利權）人: 洛陽鵬飛耐磨材料股份有限公司
• 主分類號: B02C15/00
• 分類號: B02C15/00;B22C9/00;C22C33/04;B22D19/04
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時國珍

技術領域

本發明涉及耐磨陶瓷領域，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磨盤的金屬基陶瓷增強體及其制備方法。

背景技術

在煤炭、冶金、礦山、電力、建材、耐火材料、能源等行業，特別是水泥等粉體加工領域制粉系統需要用到磨機，磨機的磨盤作為主要的磨損件，其運行的好壞在一定程度上決定了企業的經濟效益。現有磨機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，當其磨損后，在其上面反復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，堆焊設備昂貴，堆焊一次，其壽命增加不大，同時磨機更換耐磨塊需要頻繁地停機，每次更換耐磨塊所需的時間較長，嚴重影響生產效率，造成了極大的經濟損失。

現有技術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，化學穩定性好，具有耐熱、耐腐蝕、耐磨損和質量小等特點，但氧化鋁陶瓷本身還存在燒結殘留孔隙度大及脆性大等缺陷，從而限制了它的應用。現有也有將金屬基復合陶瓷襯板應用于承受磨損的機械設備上，該金屬基復合陶瓷襯板由鋯剛玉、高鉻鐵粉和鐵粉經電熔后注入具有多個貫通澆注孔的金屬基陶瓷增強體形成，其制備工藝復雜，需要多步燒結過程，燒結溫度高，時間長，成本高；而且，復合陶瓷襯板中的主要成分為鋯剛玉，鋯剛玉中含有SiO₂、Na₂O等氧化物，在其燒成過程中會形成非晶態的玻璃相，玻璃相雖然能夠起到粘結的作用，但玻璃相的結構疏松，強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，造成襯板的強度下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的磨機中采用耐磨陶瓷塊，存在的燒結殘留孔隙度大、脆性大及裂紋敏感性強等問題，提供一種用于立磨機磨盤的金屬基陶瓷增強體及其制備方法，該增強體能夠與磨盤連結成一體，提高磨盤的使用壽命。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案為：用于立磨機磨盤的金屬基陶瓷增強體，該增強體設置在所述磨盤表面的凹槽中，所述增強體由剛玉和鐵粉組成的混合物經燒結制成一體結構，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，所述的增強體是具有長弧線部、短弧線部以及兩側側板的扇形板體，其中一個側板的邊緣設有內凹的弧形缺口，另一個側板的邊緣設有與弧形缺口相對應設置的弧形凸起，以便使相鄰的金屬基陶瓷增強體相互對接，在增強體上設有貫通其上下表面的用于澆鑄鋼水的孔洞，以便將增強體與磨盤連結成一體。

用于立磨機磨盤的金屬基陶瓷增強體的制備方法：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行加熱，加熱溫度為1050-1450℃，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。

優選的，窯爐中的加熱溫度為1260-1450℃。

優選的，窯爐中的加熱溫度為1050-1190℃。

本發明在使用時，將多塊增強體通過其上的凸起與缺口對接在一起，然后通過增強體上的孔洞澆鑄鋼液，將磨盤上待安裝增強體的部位與增強體固結為一體，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，從而避免傳統磨機的跑料和漏料的問題；而且各增強體之間的接合部位由于鋼液的作用，冷卻后，各增強體形成一個完整的整體，鋼液可以通過孔洞以及各增強體之間的接合部位浸潤到增強體的陶瓷顆粒之間，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。

有益效果：本發明采用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荷，能夠增強陶瓷相和金屬相之間的相互作用，還能夠使陶瓷相產生的裂紋移位或者使裂紋在陶瓷顆粒處發生偏轉，消耗裂紋尖端的能量；本發明中，增強體上設有供鋼水澆鑄的孔洞，在孔洞中澆鑄鋼水，能夠將增強體與磨盤或磨輥連結成一體，鋼水還可以通過增強體上的孔洞浸潤到增強體的陶瓷顆粒之間，將陶瓷顆粒包裹其中，能夠使陶瓷相和金屬相均勻分布。

附圖說明

圖1為本發明中增強體的結構示意圖。

附圖標記：1、增強體，2、弧形缺口，3、弧形凸起，4、孔洞，5、側板。

具體實施方式