[發明專利]一種擠壓輥的制備方法

在審

• 申請號: 201710673365.4
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107470587A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 沈祥紅
• 申請（專利權）人: 江蘇錦航機械制造有限公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22F7/08;C22C30/00
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技術領域

本發明涉及一種擠壓輥的制備方法，屬于金屬基復合材料領域。

背景技術

輥壓機作為一種高效節能的粉碎設備已經在水泥建材等行業得到廣泛應用，隨著輥壓機技術的發展，其在礦山破碎粉磨作業中得到應用。輥壓機能使粉碎系統生產效率提高30％-400％，能耗降低20％-30％。輥壓機工作時，兩個相向運動的擠壓輥在液壓系統的作用下，產生巨大擠壓力，將物料粉碎。輥面此時需承50-300MPa的壓力，與物料產生強烈的摩擦，并受到物料的沖擊力，輥面極易磨損。目前輥壓機擠壓輥輥面主要有表面堆焊(主要應用于水泥等脆性礦)、六面形粉末冶金輥面、鑲嵌粉末冶金耐磨柱釘輥面。近年來，隨著國家發展迅速，對礦物等原材料需求日益增強，擠壓輥的消耗量逐年上升。但傳統的擠壓輥，因其使用壽命短，制造工藝難度大，成本高，修復時間長，修復成本高、難以大型化等問題，難以滿足現在市場的需要。為了解決現實所面臨的問題，一種耐磨金屬陶瓷擠壓輥隨之產生。利用金屬材料的高韌性來提高抗沖擊和抗剪切力，復合材料區的陶瓷顆粒為抗磨介質。此種擠壓輥耐磨性、耐壓力和耐沖擊性能好，且具有一定耐高溫性能，適用于更嚴酷的工況條件。

現有技術一種高耐磨輥壓機擠壓輥及制造工藝，其方法是在擠壓輥表面加工出圓形槽，槽的間距3-6mm，在槽內鑲嵌硬質合金圓柱，硬質合金圓柱高于輥面2mm，然后通過釬焊的方法將硬質合金圓柱和輥面連接。此種方法制備出的擠壓輥耐磨性提高。但是此方法存在以下缺陷，耐磨柱釘固定比較麻煩，且焊接過程中容易形成缺陷，易造成柱釘脫落。另外，硬質合金圓柱磨損后不易更換。此外，擠壓輥輥面容易磨損，擠壓輥使用壽命短。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種擠壓輥的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將陶瓷顆粒、粘結劑、合金粉末充分混合，填充到模具中得到具有蜂窩結構陶瓷預制體，將預制體預熱烘干后，拼接成所需輥套形狀，放入砂型型腔中，然后預熱型腔，澆注金屬液(為耐磨金屬，例如高鉻鑄鐵、高錳鋼、低合金耐磨鑄鋼、中合金耐磨鑄鋼等耐磨鋼鐵)進行復合，得到帶有蜂窩孔的陶瓷-金屬擠壓輥輥套，最后對輥套上的蜂窩孔進行加工，使其達到所需精度。

(2)利用粉末冶金燒結工藝得到耐磨柱釘，耐磨柱釘的材質為硬質合金；把耐磨柱釘過通過盈配合裝配到輥套上，再將輥套套在輥體的外面得到擠壓輥。

優選的，本發明所述陶瓷顆粒、粘結劑、合金粉末的質量比為100:5-10:20-80，其中，陶瓷顆粒的粒徑大小為200目～30目。

優選的，本發明所述合金粉末為鋁粉、鐵粉、硅粉、鎢粉按任意比例混合得到。

優選的，本發明所述耐磨柱釘的成分為Fe：40-50％，Mn：5-10％，Ni：2-5％，C：0.6-0.8％，其余為硬質顆粒。

優選的，本發明所述金屬液為高鉻鑄鐵、高錳鋼、低合金耐磨鑄鋼、中合金耐磨鑄鋼的金屬液。

本發明的有益效果：

(1)本發明所述帶有蜂窩孔的陶瓷金屬擠壓輥輥套，既保證了輥套強度，又大大提高了輥套的耐磨性，在給料粒度較大或給料有波動時，能很好的保護輥面，使輥面不易磨損，使輥套壽命提高，當輥套達到使用極限時，可以更換輥套，節約成本，降低了設備維修時間和周期。

(2)在擠壓輥在工作時，輥面可以形成一層墊料層，起到保護輥面，減緩磨損的作用。另外當進鐵等硬物或者壓力過大等原因造成柱釘斷裂或者脫落的情況下，可以通過快速更換耐磨柱釘來提高擠壓輥的工作效率和使用壽命。

(3)本發明采用傳統的重力澆注工藝，可根據實際生產確定所需復合層厚度和金屬基體，簡化了生產工藝及節約了生產成本；可以根據需要完成不同材料的輥套與耐磨柱釘的結合。

具體實施方式

下面結合實施實例，對本發明做進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。

實施例

本實施例所述擠壓輥的制備方法，具體包括以下步驟：

1)按陶瓷顆粒、粘結劑、合金粉末的質量比為100:10:50的比例將200目的鋯剛玉陶瓷顆粒、水玻璃、合金粉末充分混合，在粘結劑的作用下，填充到模具型腔中成型得到具有蜂窩結構的陶瓷預制體，將預制體預熱烘干后(900℃，保溫30min)，拼接成所需輥套形狀，放入砂型型腔中，然后預熱型腔，在1520℃條件下澆注高錳鋼熔融金屬液進行復合，得到帶有蜂窩孔的陶瓷-金屬擠壓輥輥套，最后對輥套上的蜂窩孔進行加工，使其達到所需精度；其中，合金粉末為鋁粉、鐵粉、硅粉、鎢粉，其比例分別為5％、70％、2％、23％。