專利名稱：一種復(fù)合球磨機(jī)襯板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及破碎、研磨、輸送、浮選、粉碎領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備，特別是一種沖擊磨損工 況下的球磨機(jī)襯板及其制備方法。
背景技術(shù)：
煤炭、冶金、礦山、電力、建材、耐火材料、能源等工業(yè)行業(yè)廣泛應(yīng)用球磨機(jī)進(jìn)行物 料的破碎，球磨機(jī)襯板是最重要的磨損易耗件。目前各行業(yè)所用的球磨機(jī)襯板材質(zhì)主要有 高錳鋼、多元低合金鋼、鉻系白口鑄鐵等幾種單一金屬材料。高錳鋼中無硬質(zhì)碳化物，因而 硬度低，只有在高負(fù)荷、高沖擊應(yīng)力下，實(shí)現(xiàn)奧氏體向馬氏體的固態(tài)相變而加工硬化，才能 充分發(fā)揮其耐磨性，而在一般工況中，物料對球磨機(jī)襯板的沖擊強(qiáng)度不足以使高錳鋼產(chǎn)生 加工硬化效果，因此耐磨性達(dá)不到理想值；多元低合金鋼中也無硬質(zhì)碳化物，不能抵抗磨料 的壓入和劃動，在使用過程中表面產(chǎn)生大量的切削和塑變低周疲勞，故耐磨性不好；鉻系鑄 鐵雖然耐磨性能好，但其塑韌性差容易斷裂，而且由于整體鑄造，要消耗大量的稀有金屬元素。 單一金屬材料制備的球磨機(jī)襯板由于不能兼顧高韌性、高強(qiáng)度、高硬度、高抗磨 性，對使用工況具有選擇性，已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，因此只有通過復(fù)合工藝把不同特性 的材料復(fù)合起來，制成復(fù)合球磨機(jī)襯板兼顧各方面機(jī)械力學(xué)性能，才能滿足各種工況的需 要。專利CN01131841. 4發(fā)明了一種納米結(jié)構(gòu)金屬絲網(wǎng)復(fù)合襯板及其制備工藝，該發(fā)明以 納米結(jié)構(gòu)金屬絲網(wǎng)作為有機(jī)物基體的增強(qiáng)相；專利CN02280529. X公開了一種耐磨耐沖擊 復(fù)合襯板，在金屬底板上粘結(jié)橡膠板，再在橡膠板上鑲有一組硬質(zhì)層；專利CN91221902. 5 公開了 一種球磨機(jī)耐磨復(fù)合襯板，在中碳合金結(jié)構(gòu)鋼基體上鑲嵌高鉻鑄鐵塊；專利 CN00259470. 6公開了一種陶瓷超高耐磨復(fù)合襯板，采用在鋼板上用聚乙烯粘結(jié)硬質(zhì)陶瓷塊 的工藝；專利CN200410026039. 7發(fā)明了一種冷軋高錳鋼帶疊加復(fù)合襯板的制作方法；專利 CN200610018444. 3發(fā)明了氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板及制備方法，它是將氧化鋁陶瓷粉、丙酮、玻 璃微珠、三乙烯二甲基硅烷、鈦酸酯、和石英砂按一定比例混和，然后加溫加壓制成復(fù)合襯 板；專利200810124286. 9公開了一種雙金屬復(fù)合襯板的制造新工藝，把兩種金屬材料澆鑄 到一體構(gòu)成襯板；專利CN03239655. 4公開了一種碳化硅-彈性耐磨材料復(fù)合襯板，在碳化 硅基體上熱鑄一層聚氨酯或橡膠；專利CN200420035134. 9公開了一種大型球磨機(jī)陶瓷復(fù) 合襯板，在橡膠墊片上卡裝精細(xì)陶瓷塊；專利CN200820028103. 9公開了一種硬質(zhì)絲網(wǎng)耐磨 復(fù)合襯板，把經(jīng)過滲氮或滲碳處理的金屬絲網(wǎng)復(fù)合到基體金屬上。以上各種襯板及其制備 工藝有的根本無法滿足實(shí)際使用需要，有的制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高昂，無法進(jìn)行工業(yè)化 大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足各種磨損、沖擊等復(fù)雜工況下使用的高性能 球磨機(jī)襯板及其制備方法。
本發(fā)明采用呋喃樹脂作為粘結(jié)劑、硼砂作為助滲劑，以極其簡單的制造工藝，把硬 質(zhì)陶瓷顆粒復(fù)合在球磨機(jī)襯板受磨損和沖擊的工作面上形成抗磨硬質(zhì)相，使球磨機(jī)襯板工 作面既具有基體金屬的強(qiáng)度和韌性，又有陶瓷硬質(zhì)相的高硬度和高抗磨性，能夠同時承受 沖擊力、高頻循環(huán)載荷和強(qiáng)烈磨損，具有很高的性價(jià)比，也適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，襯板使 用壽命比普通金屬襯板提高5 8倍。本發(fā)明的技術(shù)方案為選用高硬度的陶瓷顆粒作為抗磨硬質(zhì)相，加入硬質(zhì)陶瓷顆粒重量的2 5%的粘 結(jié)劑和0. 5 1. 5%助滲劑，攪拌均勻后，按厚度為2 IOmm鋪設(shè)在球磨機(jī)襯板鑄型中，把 熔化的基體金屬澆入鑄型，在基體金屬的熱作用下，粘結(jié)劑氣化排出，陶瓷顆粒間隙中充滿 基體金屬，陶瓷顆粒與基體金屬間發(fā)生微量的溶解和擴(kuò)散，使兩者間形成良好的結(jié)合，構(gòu)成 了耐磨性與強(qiáng)韌性良好匹配的復(fù)合球磨機(jī)襯板。所述的硬質(zhì)陶瓷顆?？梢杂商蓟琛⑻蓟u、氮化硅、氮化鈦中的一種或幾種構(gòu) 成，粒徑為20 80目。所述的粘結(jié)劑是呋喃樹脂；助滲劑是硼砂；基體金屬是Mnl3或Mnl3Mo2。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于碳化硅、碳化鎢、氮化硅、氮化鈦等陶瓷顆粒具有很高的硬度，一般是傳統(tǒng) 金屬耐確良磨材料硬度的8 10倍，因此復(fù)合到球磨機(jī)襯板表面后，能夠成為良好的抗磨 硬質(zhì)相，以抵制物料在球磨機(jī)襯板表面運(yùn)動時對球磨機(jī)襯板的切削和鑿削，提高球磨機(jī)襯 板的使用壽命，比普通襯板提高5 8倍。2、粘結(jié)劑呋喃樹脂在基體金屬澆鑄瞬間，可防止硬質(zhì)陶瓷顆粒潰散，而在澆鑄完 成后，呋喃樹脂在基體金屬液高溫作用下氣化并從鑄型排出，不會留下夾渣等原始缺陷，硬 質(zhì)陶瓷顆粒間隙中充滿基體金屬，對陶瓷顆粒實(shí)現(xiàn)良好的支撐作用，由于高溫下陶瓷顆粒 表面發(fā)生微量溶解和原子擴(kuò)散，因此與基體金屬具有很強(qiáng)的結(jié)合力，避免了球磨機(jī)襯板使 用時在高頻沖擊載荷下陶瓷顆粒發(fā)生脫落。3、硬質(zhì)陶瓷顆粒復(fù)合厚度可根據(jù)實(shí)際工況條件需要，在2 IOmm范圍內(nèi)進(jìn)行自由 設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對球磨機(jī)襯板生產(chǎn)成本的控制，獲得很高的性價(jià)比。4、本發(fā)明的復(fù)合制備工藝可控性強(qiáng)、成品率高、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，便于工業(yè)化大規(guī)模 生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明復(fù)合球磨機(jī)襯板制備方法示意圖；圖2是本發(fā)明復(fù)合球磨機(jī)襯板結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是本發(fā)明復(fù)合球磨機(jī)襯板制備工藝流程圖。圖中，1-碳化鎢顆粒，2-鑄型，3-基體金屬，4-高錳鋼基復(fù)合球磨機(jī)襯板。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖1、圖2對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例
制備碳化鎢顆粒為硬質(zhì)相、Mnl3Mo2高錳鋼為基體的復(fù)合球磨機(jī)襯板。1、選用40 60目粒徑范圍的碳化鎢顆粒1，加入碳化鎢顆粒重量的3%呋喃樹脂 和硼砂，攪拌均勻；2、按照鑄造工藝要求制作鑄型2 ；3、將攪拌好的碳化鎢顆粒1鋪設(shè)到在鑄型2的型腔內(nèi)2mm厚，并適當(dāng)壓實(shí)；4、選用Mnl3Mo2高錳鋼作為基體金屬3，用中頻爐冶煉熔化后，達(dá)到1600°C出爐， 將Mnl3Mo2高錳鋼液澆入鑄型2的型腔內(nèi)，注滿為止；5、待金屬液冷卻凝固后，取出鑄件清理，即制成工作表面碳化鎢顆粒增強(qiáng)Mnl3Mo2 高錳鋼基復(fù)合球磨機(jī)襯板4。實(shí)施例2 制備碳化硅顆粒為硬質(zhì)相、Mnl3高錳鋼為基體的復(fù)合球磨機(jī)襯板。1、選用20 40目粒徑范圍的碳化硅顆粒1，加入碳化硅顆粒重量的2%呋喃樹脂 和0.5%硼砂，攪拌均勻；2、按照鑄造工藝要求制作鑄型2 ；3、將攪拌好的碳化硅顆粒1鋪設(shè)到在鑄型2的型腔內(nèi)IOmm厚，并適當(dāng)壓實(shí)；4、選用Mnl3高錳鋼作為基體金屬3，用中頻爐冶煉熔化后，達(dá)到1600°C出爐，將 Mnl3高錳鋼液澆入鑄型2的型腔內(nèi)，注滿為止；5、待金屬液冷卻凝固后，取出鑄件清理，即制成工作表面碳化鎢顆粒增強(qiáng)Mnl3高 錳鋼基復(fù)合球磨機(jī)襯板4。實(shí)施例3 制備氮化硅(或氮化鈦)顆粒為硬質(zhì)相、Mnl3Mo2高錳鋼為基體的復(fù)合球磨機(jī)襯 板。1、選用60 80目粒徑范圍的氮化硅(或氮化鈦)顆粒1，加入氮化硅顆粒重量的 5%呋喃樹脂和1. 5%硼砂，攪拌均勻；2、按照鑄造工藝要求制作鑄型2 ；3、將攪拌好的氮化硅(或氮化鈦)顆粒1鋪設(shè)到在鑄型2的型腔內(nèi)6mm，并適當(dāng)壓 實(shí)；4、選用Mnl3Mo2高錳鋼作為基體金屬3，用中頻爐冶煉熔化后，達(dá)到1600°C出爐， 將Mnl3Mo2高錳鋼液澆入鑄型2的型腔內(nèi)，注滿為止；5、待金屬液冷卻凝固后，取出鑄件清理，即制成工作表面氮化硅(或氮化鈦)顆粒 增強(qiáng)Mnl3Mo2高錳鋼基復(fù)合球磨機(jī)襯板4。
權(quán)利要求
一種復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法，其特征在于它由基體金屬和硬質(zhì)陶瓷顆粒兩部分復(fù)合而成，選用高硬度的陶瓷顆粒作為抗磨硬質(zhì)相，加入硬質(zhì)陶瓷顆粒重量的2～5％的粘結(jié)劑和0.5～1.5％助滲劑，攪拌均勻后，按厚度為2～10mm鋪設(shè)在球磨機(jī)襯板鑄型中，把熔化的基體金屬澆入鑄型，在基體金屬的熱作用下，粘結(jié)劑氣化排出，陶瓷顆粒間隙中充滿基體金屬，陶瓷顆粒與基體金屬間發(fā)生微量的溶解和擴(kuò)散，使兩者間形成良好的結(jié)合，構(gòu)成了耐磨性與強(qiáng)韌性良好匹配的復(fù)合球磨機(jī)襯板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法，其特征在于硬質(zhì)陶瓷顆粒由 碳化硅、碳化鎢、氮化硅、氮化鈦中的一種或幾種構(gòu)成，粒徑為20 80目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法，其特征在于粘結(jié)劑是呋喃樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法，其特征在于助滲劑是硼砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法，其特征在于基體金屬是Mnl3 或 Mnl3Mo2。
6.一種權(quán)利要求1所述的復(fù)合球磨機(jī)襯板的制備方法制備的復(fù)合球磨機(jī)襯板，硬質(zhì)陶 瓷顆粒復(fù)合在球磨機(jī)襯板基體金屬磨損表面，厚度為2 10mm。
全文摘要
本發(fā)明是一種復(fù)合球磨機(jī)襯板及其制備方法。這種復(fù)合球磨機(jī)襯板在磨損表面復(fù)合一層硬質(zhì)陶瓷顆粒構(gòu)成抗磨硬質(zhì)相，以提高耐磨性。將粘結(jié)劑和助滲劑加入陶瓷顆粒，攪拌均勻后，按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)到球磨機(jī)襯板鑄型中，澆鑄入基體金屬，冷卻脫型清理后即成為復(fù)合球磨機(jī)襯板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在球磨機(jī)襯板磨損表面復(fù)合一層陶瓷顆粒構(gòu)成抗磨硬質(zhì)相，陶瓷顆粒間隙中充填了基體金屬，因此復(fù)合面既有陶瓷顆粒的抗磨性，又兼有基體金屬的塑韌性和抗疲勞性，硬質(zhì)相不易脫落，工藝參數(shù)可控性強(qiáng)，組織中不存在夾渣等缺陷，加工操作方便，便于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，并且襯板使用壽命比普通金屬襯板提高5～8倍。
文檔編號B02C17/22GK101884948SQ20101020768
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者周榮, 周榮鋒, 岑啟宏, 蔣業(yè)華, 黃汝清, 黎振華 申請人:昆明理工大學(xué)