[發(fā)明專利]一種擠壓輥的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010183462.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111283176B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 蔣業(yè)華;向曉龍;周謨金;劉志鵬;曾紅斌;牛戈
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;B22D17/00;B22D19/16;B22D13/00;B22F9/04;B22F3/02;B22D13/10
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發(fā)明屬于復合材料制備技術領域，公開了一種擠壓輥的制備方法，包括：將陶瓷顆粒與金屬粉按按體積比3:1?5，加入到混粉設備中充分混合；在混合粉體中按質量比3％?8％加入粘接劑，攪拌均勻后加入到柱釘預制體成型模具中，通過加熱固化得到成型柱釘陶瓷預制體；將得到的柱釘陶瓷預制體固定到壓鑄模具中并預熱，澆鑄高溫金屬液，設置一定大小的壓力和壓鑄速度并保壓，壓力鑄滲得到復合材料柱釘；將得到的復合材料柱釘固定到離心機模具中并預熱，開啟離心機，將金屬液注入模具型腔中，待冷卻后，落沙得到復合材料柱釘擠壓輥。本發(fā)明將壓力鑄滲技術與離心鑄造技術相結合，制備出陶瓷增強金屬基復合材料柱釘擠壓輥。

技術領域

本發(fā)明屬于復合材料制備技術領域，尤其涉及一種擠壓輥的制備方法。

背景技術

目前，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，在水泥、礦山、冶金、電力等各種行業(yè)中，材料的磨損越來越嚴重，傳統(tǒng)的單鋼鐵耐磨材料已經無法滿足復雜工況的需求。陶瓷增強金屬基復合材料兼具陶瓷顆粒高模量、高比強度、高耐磨性和高熱穩(wěn)定性的特點，以及金屬機體良好的韌性、抗沖擊能力，生產工藝簡單、成本低廉而成為制備耐磨件的理想材料。目前最常用的擠壓輥柱釘是采用粉末燒結的方法制備的硬質合金柱釘，然而采用這種制備柱釘的工藝較為復雜，并且成本高，使得硬質合金柱釘擠壓輥生產成本高，不能大面積投入使用。針對當前在柱釘式擠壓輥中普遍使用的硬質合金柱釘制備成本高，制備過程繁雜，進而直接導致由硬質合金柱釘制備的擠壓輥制備成本高昂，制備工藝復雜；對于采用堆焊柱釘的方式制備柱釘式擠壓輥的工藝，由于相比于復合材料，純金屬堆焊層耐磨性有限，而直接導致擠壓輥的使用壽命降低。此外，相對于傳統(tǒng)方式中柱釘與擠壓輥輥體機械結合的方式而導致因二者結合力弱發(fā)生柱釘脫落的現象。

中國發(fā)明專利CN108480646A公開了一種擠壓輥的制備方法。其步驟是將陶瓷顆粒、粘接劑、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，拼接成所需要的輥套形狀，放入砂型型腔中，澆注金屬液進行復合，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；并利用粉末燒結工藝得到耐磨柱釘，耐磨柱釘的材質為硬質合金，把硬質合金耐磨柱釘通過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。本發(fā)明的優(yōu)點在于解決傳統(tǒng)擠壓輥易磨損、使用壽命短、維修成本大等問題。但是由于該方法使用的柱釘為硬質合金，并且采用機械緊固的方式將柱釘與基體結合，使得輥套制備成本仍然比較高，而且柱釘與輥套基體結合強度較低，使得柱釘與輥體易發(fā)生脫離。中國發(fā)明專利CN109865554A公開了一種制備輥壓機擠壓輥輥套的方法：其方法是在擠壓輥輥套的外表面上均布分割加工若干個凹槽，在凹槽內鑲焊高出輥體表面1-10mm的耐磨材料。本發(fā)明結合了對焊擠壓輥和鑲釘擠壓輥的優(yōu)勢，降低了花紋層從輥體脫離的風險和柱釘脫離輥體的問題。但是由于這種方法使用傳統(tǒng)堆焊技術，使得制造成本提高，且耐磨性較差。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)目前最常用的擠壓輥柱釘的工藝較為復雜，并且成本高，使得硬質合金柱釘擠壓輥生產成本高，不能大面積投入使用。

(2)使用的柱釘為硬質合金，采用機械緊固的方式將柱釘與基體結合，使得輥套制備成本仍然比較高，而且柱釘與輥套基體結合強度較低，使得柱釘與輥體易發(fā)生脫離。

(3)使用傳統(tǒng)堆焊技術，使得制造成本提高，且耐磨性較差。

解決以上問題及缺陷的難度為：硬質合金柱釘擠壓輥生產成本高的根本原因在于硬質合金材料價格高昂，因此如不采取價格相對低廉的材料制備柱釘，傳統(tǒng)柱釘式擠壓輥的生產成本高的問題將難以得到根本的解決。

解決以上問題及缺陷的意義為：

(1)有效降低柱釘的制備成本，進而直接降低擠壓輥的成產成本；

(2)陶瓷金屬復合材料柱釘耐磨性優(yōu)異，有效提升擠壓輥使用壽命；