[發(fā)明專利]一種平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥及該壓輥的陶瓷層生長方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410728176.9
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN104499025A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲建俊;鄭楊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D11/04
• 分類號(hào): C25D11/04;B30B15/00;B32B18/00;B32B15/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 王大為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥及陶瓷層生長方法，具體涉及一種微弧氧化陶瓷層平模生物質(zhì)成型機(jī)齒圈式壓輥及該壓輥的陶瓷層生長方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)成型機(jī)是一種將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為可燃燒的生物質(zhì)能的機(jī)械設(shè)備，主要是利用壓力將秸稈壓制成形使之成為具有高熱值的燃料，不但可以解決農(nóng)民燃燒秸稈造成的環(huán)境污染，而且又可以成為可以替代煤等化石燃料的可再生能源。但是由于秸稈在成型過程中受到巨大壓力，而且反復(fù)滾壓，在滾壓過程中壓輥一直與秸稈原料激烈摩擦，成型機(jī)壓輥迅速磨損，進(jìn)而整個(gè)壓輥報(bào)廢。因此，一般采用整體金屬壓輥，壓輥進(jìn)行熱處理以提高硬度。

經(jīng)文獻(xiàn)檢索，申請?zhí)枮?01210344384.X，申請日為2012年9月17日的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N在熱處理之后的金屬表面進(jìn)行氰化處理的壓輥，其硬度達(dá)到HRC56-62。但是由于秸稈原材料中含有一定量的沙粒，而秸稈本身也有一定硬度，即使硬度達(dá)到HRC56-62，其磨損依然很嚴(yán)重，滿足不了生產(chǎn)需要，引起廣泛研究。申請?zhí)枮?01220002243.5，申請日為2012年1月5日的中國實(shí)用新型專利提出一種在鋼質(zhì)金屬表層鑲焊硬質(zhì)合金的壓輥，該申請的壓輥表面硬度得到提高，但是鑲焊不利于進(jìn)行批量生產(chǎn)，實(shí)用性低。申請?zhí)枮?01220061452.7，申請日為2012年2月24日的實(shí)用新型專利和申請?zhí)枮?01020133771.5，申請日為2010年3月18日的實(shí)用新型專利申請分別提出了分體式壓輥總成裝置，壓輥磨損后可直接更換外圈，避免了材料浪費(fèi)，降低了加工成本，但是壓輥外圈未進(jìn)行特殊處理，耐磨性很差，使用壽命仍舊較低。申請?zhí)枮?01220010456.2，申請日為2012年1月11日的實(shí)用新型專利提出了一種采用分體式結(jié)構(gòu)的壓輥，該壓輥外套表面采用噴涂陶瓷硬質(zhì)合金粉末的工藝噴涂，硬度達(dá)到了56-62HRC，但是噴涂層與基體結(jié)合不緊密，容易脫落碎裂，并且并未達(dá)到理想硬度，壓輥壽命也只是提高了100h。因此，迫切需要一種耐磨性好，使用壽命長，成本低的壓輥。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥存在適用性差，成本高，耐磨性能差以及使用壽命短的問題，進(jìn)而提供一種平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥及該壓輥的陶瓷層生長方法。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的一種平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥主要由輥本體和齒圈組成，齒圈通過鍵套裝在輥本體上，所述齒圈主要由基體和基體表面的氧化鋁陶瓷層組成，基體的表面采用微弧氧化生成氧化鋁陶瓷層，所述基體為鋁或鋁合金材料，氧化鋁陶瓷層的厚度為40微米至120微米。

本發(fā)明的一種平模生物質(zhì)成型機(jī)用壓輥的氧化鋁陶瓷層生長方法是按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一、將鋁或鋁合金齒圈試件進(jìn)行脫脂處理，用離子水洗去齒圈試件表面的殘留溶液；

步驟二、將鋁合金齒圈試件固定并連接電源置于盛有電解液的微弧氧化槽中進(jìn)行處理，正負(fù)相電流密度均為4A/dm²-8A/dm²，正負(fù)相占空比均為10％-45％，頻率為50Hz，反應(yīng)時(shí)間為60-180min，電解液的pH為8-13；

步驟三、反應(yīng)過程中采用電動(dòng)攪拌器加速傳質(zhì)，反應(yīng)過程中電解液溫度恒定在25-35℃；

步驟四、反應(yīng)結(jié)束后取出試件用蒸餾水清洗并干燥，即可制得以鋁或鋁合金為基體的氧化鋁陶瓷層。

本發(fā)明的有益效果是：

一、本發(fā)明的壓輥采用輥本體和齒圈分離式結(jié)構(gòu)，齒圈磨損后只需要更換，避免了更換壓輥所造成的材料浪費(fèi)。

二、齒圈采用鋁合金基體，突破了采用鋼質(zhì)金屬材料制作的傳統(tǒng)觀念，采用微弧氧化技術(shù)在鋁合金表面制出超硬耐磨層，構(gòu)成氧化鋁陶瓷層復(fù)合結(jié)構(gòu)，整體具有很好的韌性，表面具有超高的硬度。

三、與噴涂陶瓷涂層相比，本發(fā)明齒圈表面超硬層采用等離子氧化為氧化鋁陶瓷層，該陶瓷層為鋁或其合金表面原位生長而成，不僅與鋁金屬基體結(jié)合緊密，而且厚度可以到達(dá)上百微米，硬度可達(dá)HRC80以上，具有突出的長耐磨壽命優(yōu)勢。使用壽命相比現(xiàn)有噴涂陶瓷涂層的平均壽命提高了2.5倍以上，平均工作天數(shù)提高了3倍以上。

四、本發(fā)明的壓輥，是一種以鋁或鋁合金為基體的金屬陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)壓輥，不僅基體具備鋁合金金屬韌性，而且工作表面還具有陶瓷硬度高，耐磨性能好的優(yōu)良性能，在使用中可以提高成型機(jī)設(shè)備的利用率，適用性好，本發(fā)明制造成本降低了45％-65％。

附圖說明

圖1是平模生物質(zhì)成型機(jī)用的壓輥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是工作表面微弧氧化后的齒圈的示意圖。