一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，屬于金屬基復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】。首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑填入模具制備得到帶有鑲嵌柱、鑲嵌孔和砂型接觸面設(shè)有凸臺的陶瓷顆粒預(yù)制體；將若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱嵌于鑲嵌孔中拼接，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在活塊金屬模中；將活塊金屬模整體預(yù)熱后固定于離心鑄造設(shè)備中，澆鑄高溫金屬液，進(jìn)行熱處理后制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥。該方法利用多個(gè)小塊蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體拼接成整體預(yù)制體，有缺陷的小塊可以被更換掉，避免了整體預(yù)制體制備過程中，局部缺陷導(dǎo)致整個(gè)預(yù)制體不能使用的缺點(diǎn)，提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，屬于金屬基復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料優(yōu)異的耐磨性能，廣泛應(yīng)用于水泥、礦山、冶金、電站或各種類似的行業(yè)，立磨磨輥應(yīng)用陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料，使用壽命和磨粉效率都將得到較大的提升，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料工作面由耐磨陶瓷金屬復(fù)合區(qū)和復(fù)合區(qū)所包圍的韌性金屬柱組成，離心鑄造蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料立磨磨輥存在以下技術(shù)難題，首先如何制備高強(qiáng)度、易于鑄滲的蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體；其次是如何拼接固定蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體；最后是離心澆鑄工藝及熱處理工藝。
[0003]中國發(fā)明專利⑶103252268八公布了一種超耐磨離心復(fù)合鑄造胎型磨輥及其制造方法，其外層為高合金耐磨層，內(nèi)層為石墨鋼韌性層，其合金層包括0、附、10、1和V合金，此方法所制造出的磨輥兼具耐磨性和韌性，但高合金耐磨層的耐磨性有一定限度，且高合金材料的應(yīng)用也提高了生產(chǎn)成本。中國發(fā)明專利⑶102211048八公布了一種具有金屬陶瓷復(fù)合物的中速磨煤機(jī)輥套，其方法為將陶瓷顆粒相互粘結(jié)成網(wǎng)狀，澆鑄澆鑄金屬液整體復(fù)合，但此方法存在以下缺點(diǎn)，首先其單純依靠陶瓷顆粒之間相互粘結(jié)而產(chǎn)生的孔隙鑄滲，限制了金屬液鑄滲的厚度，從而使陶瓷金屬復(fù)合層厚度非常薄，而且陶瓷顆粒之間的分散度小，陶瓷顆粒之間金屬無法有效起到支撐作用，磨損過程中，陶瓷顆粒容易剝落，耐磨性大大降低；其次此方法將陶瓷顆?；ハ嗾辰Y(jié)成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的陶瓷層，然后對整個(gè)陶瓷層進(jìn)行鑄滲，澆鑄過程中整個(gè)陶瓷層很容易因?yàn)槟骋徊课蝗毕莼蚪饘僖簺_擊坍塌不能使用，成品率大大降低；此外其磨輥本體與高鉻合金和陶瓷顆粒通過澆鑄方式連接成一體，由于三種材料的熱膨脹系數(shù)及熱導(dǎo)率相差很大，磨輥澆鑄后冷卻或熱處理過程中，其高鉻合金、陶瓷金屬復(fù)合區(qū)及磨輥本體的冶金結(jié)合將容易在導(dǎo)致在結(jié)合面處產(chǎn)生的裂紋在整個(gè)磨輥擴(kuò)展，增加磨輥開裂的可能性。中國發(fā)明專利⑶103769563八公布了一種活性元素?zé)Y(jié)21'八顆粒增強(qiáng)鋼鐵基復(fù)合磨輥及磨盤的制備方法，其方法為將多種活性元素粉末混合均勻后，加入適量粘結(jié)劑與2從顆粒充分?jǐn)嚢?，使得活性金屬元素粉末均勻包覆在顆粒表面，填入石墨模具加熱后烘干，燒結(jié)得到多孔預(yù)制塊，將預(yù)制塊固定于鑄型特定位置并澆鑄金屬液，冷卻脫模后得到復(fù)合磨輥或磨盤，此方法所使用活性元素粉末為附、0等金屬粉末，價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高，此外單純依靠附、0等金屬粉末促進(jìn)金屬液的鑄滲，將使得鑄滲復(fù)合區(qū)厚度有限，且陶瓷顆粒的分散度小，陶瓷顆粒間的金屬無法對陶瓷顆粒起到有效的支撐作用。而且預(yù)制塊之間的拼接固定方法在復(fù)合鑄造工藝中尤為關(guān)鍵，此專利并沒解決此技術(shù)問題，與本發(fā)明離心鑄造工藝相比，其普通鑄滲工藝不能保證金屬液鑄滲徹底而獲得完整良好的復(fù)合區(qū)。中國發(fā)明專利⑶1367270八公布了一種離心鑄造高耐磨合金鑄鐵復(fù)合抗磨輥圈的生產(chǎn)工藝，復(fù)合抗磨輥圈外層含釩和多種少量元素合金鑄鐵，內(nèi)層為高強(qiáng)度球墨鑄鐵，由于含釩和多種少量元素合金，此方法所制造出的磨輥的硬度較高，耐磨性較強(qiáng)，但由于合金種類較多，加入量很少，熔煉合金時(shí)很難準(zhǔn)確控制其成分，并且外層合金的硬度具有一定局限性，過高的硬度將導(dǎo)致外層合金的韌性降低很大，影響使用性能。中國發(fā)明專利CN103736549A公布了一種立磨機(jī)金屬基陶瓷復(fù)合材料磨棍的制備方法,此方法所用金屬基陶瓷增強(qiáng)體料是由1(Γ40%剛玉和60、0%鐵粉燒結(jié)而成，高鉻合金襯板與陶瓷襯板，輥套與磨輥基體之間通過鋼液澆鑄為一體，此方法利用燒結(jié)法制備復(fù)合層，由于陶瓷顆粒與鐵粉比重相差很大，很難使陶瓷顆粒與鐵粉混合均勻，并且鐵水熔化后，陶瓷顆粒將漂浮在鐵水表層，澆鑄入模具后陶瓷顆粒的分布將極不均勻，此外燒結(jié)后的組織并沒有金屬完全熔化后結(jié)晶形成金屬組織性能好，澆鑄的鋼水使輥套與磨輥基體固結(jié)為一體，使用過程中的裂紋很容易在整個(gè)磨輥中擴(kuò)展。中國發(fā)明專利CN103418790公布了一種金屬陶瓷復(fù)合耐磨制品及其制備方法，其特征為用陶瓷顆粒與金屬粉末用助劑混合均勻得到混合物和金屬粉末制成的金屬陶瓷顆粒預(yù)制件，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)熱處理后形成的金屬陶瓷復(fù)合耐磨制品，此方法利用助劑均勻混合陶瓷顆粒和金屬粉末，但燒結(jié)后金屬熔融后，陶瓷顆粒因其比重比金屬粉末小將向上浮動，從而引起陶瓷顆粒分布不均勻，并且燒結(jié)后的組織性能相比熔煉的金屬結(jié)晶形成組織較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法。該方法利用多個(gè)小塊蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體拼接成整體預(yù)制體，有缺陷的小塊可以被更換掉，避免了整體預(yù)制體制備過程中，局部缺陷導(dǎo)致整個(gè)預(yù)制體不能使用的缺點(diǎn)，提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:0.5^10:Γ20混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；
步驟2、將步驟I得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱I嵌于鑲嵌孔2中拼接，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有5?40mm厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持5?1mm的間隙；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至10(T60(TC，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘10(Γ700轉(zhuǎn)，澆鑄高溫金屬液，待溫度降至80(Γ1100?，脫模取出磨輥，然后空冷至100°C左右，再以2(T50°C /h升溫，至25(T500°C保溫2?4小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥。
[0006]所述步驟I中陶瓷顆粒為鋯剛玉、氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鎢、硼化鈦中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.廣4_。
[0007]所述步驟I中造孔劑為聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚甲醛、碳酰二胺中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.l?2mm。
[0008]所述步驟I中粘結(jié)劑為硼酸、鋁酸鹽水泥、硅酸鈉、酚醛樹脂、硅溶膠中的一種或幾種任意比例混合物。
[0009]所述步驟2中的活塊金屬模7金屬外殼厚度為5?20mm。
[0010]所述步驟2中的耐火涂料為石英砂、鋯英砂、剛玉砂、鎂砂中的一種或幾種任意比例混合物。
[0011]所述步驟3中聞溫金屬液為聞猛鋼，鎮(zhèn)硬鑄鐵，聞絡(luò)鑄鐵、球墨鑄鐵、石墨鋼中的一種或兩種任意比例混合液。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、制備出了高強(qiáng)度、易于鑄滲的蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體，在蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體中加入了可揮發(fā)造孔劑，提高了鑄滲復(fù)合層厚度和陶瓷顆粒的分散度，并且成本低，而且本發(fā)明所用粘結(jié)劑能夠使預(yù)制體具有較高的強(qiáng)度；
2、本發(fā)明利用多個(gè)小塊蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體拼接成整體預(yù)制體，有缺陷的小塊可以被更換掉，避免了整體預(yù)制體制備過程中，局部缺陷導(dǎo)致整個(gè)預(yù)制體不能使用的缺點(diǎn)，提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本；
3、可以不依靠外部卡具，利用預(yù)制體自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將多個(gè)蜂窩陶瓷預(yù)制體拼接固定成一體，蜂窩多孔陶瓷預(yù)制體側(cè)面設(shè)有凸臺，使預(yù)制體與砂型保留一定間隙，便于金屬液全方位鑄滲；
4、解決了蜂窩多孔預(yù)制體如何整體預(yù)熱的問題，進(jìn)而提高了鑄滲的效果；
5、利用離心力提高金屬液的鑄滲效果，待離心澆鑄金屬液后冷卻至一定溫度直接取出空冷，簡化了磨輥的淬火過程，縮短了熱處理時(shí)間；
6、所制造出的蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料立磨磨輥性價(jià)比、耐磨性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖；
圖2是本發(fā)明離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料局部工作面實(shí)物圖。
[0014]圖中:1-鑲嵌柱，2-鑲嵌孔，3-凸臺，4-耐磨復(fù)合區(qū)，5-金屬基體，6-耐火涂料，7-活塊金屬模，8-澆鑄孔，9-蓋板。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:3:15混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為鋯剛玉，粒度為；造孔劑為聚甲醛，粒度為0.5^ ；粘結(jié)劑為質(zhì)量比為10:5的鋁酸鹽水泥和硅溶膠；
步驟2、將步驟1得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱1嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有5皿厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持5皿的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為5皿；耐火涂料為石英砂；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至4001，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘200轉(zhuǎn)，澆鑄15201高溫金屬液，待溫度降至9001，脫模取出磨輥，然后空冷至1001左右，再以401 /11升溫，至4501保溫2小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，局部工作面實(shí)物圖如圖1所示，其中高溫金屬液為高錳鋼液。
[0017]實(shí)施例2
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100: 1:20混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為碳化鈦，粒度為1111111 ；造孔劑為聚苯乙烯，粒度為0.1111111 ；粘結(jié)劑為質(zhì)量比為5: 15的鋁酸鹽水泥和硼酸；
步驟2、將步驟1得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱1嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有仙臟厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持10皿的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為20111111 ；耐火涂料為鋯英砂；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至4001，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘300轉(zhuǎn)，澆鑄15201高溫金屬液，待溫度降至9501，脫模取出磨輥，然后空冷至1001左右，再以401 /11升溫，至4501保溫2小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為鎳硬鑄鐵液。
[0018]實(shí)施例3
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:4:15混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為碳化鈦，粒度為1111111 ；造孔劑為聚苯乙烯，粒度為0.1111111 ；粘結(jié)劑為質(zhì)量比為3: 12的鋁酸鹽水泥和硼酸；
步驟2、將步驟1得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱1嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持8臟的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為川臟；耐火涂料為質(zhì)量1:1的剛玉砂和鎂砂混合物；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至4001，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘200轉(zhuǎn)，澆鑄15201高溫金屬液，待溫度降至9501，脫模取出磨輥，然后空冷至1001左右，再以301 /11升溫，至4501保溫2小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為高鉻鑄鐵液。
[0019]實(shí)施例4
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:2:13混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為碳化鈦，粒度為1.5mm ;造孔劑為聚苯乙烯,粒度為0.3mm ;粘結(jié)劑為質(zhì)量比為3:10的鋁酸鹽水泥和酚醛樹脂；
步驟2、將步驟I得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱I嵌于鑲嵌孔2中拼接，拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有30mm厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持6mm的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為15mm ;耐火涂料為質(zhì)量1:1的鋯英砂和鎂砂混合物；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至400°C，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘300轉(zhuǎn)，澆鑄1520°C高溫金屬液，待溫度降至850°C，脫模取出磨輥，然后空冷至100°C左右，再以40°C /h升溫，至450°C保溫2小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為鎳硬鑄鐵液。
[0020]實(shí)施例5
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:3:15混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為鋯剛玉，粒度為2mm ;造孔劑為聚甲醛，粒度為0.5mm ;粘結(jié)劑為質(zhì)量比為5:10的鋁酸鹽水泥和硅溶膠；
步驟2、將步驟I得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱I嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有20mm厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持8mm的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為18mm ；耐火涂料為質(zhì)量1:1的鋯英砂和剛玉砂混合物；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至400°C，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘200轉(zhuǎn)，澆鑄125(T1380°C高溫金屬液，待溫度降至900°C，脫模取出磨輥，然后空冷至100°C左右，再以200C /h升溫，至450°C保溫2小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為球墨鑄鐵液。
[0021]實(shí)施例6
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:0.5:1混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為質(zhì)量1:1:1:1的氧化鋁、氧化鋯、氮化硅和碳化硅混合物，粒度為
0.1mm ;造孔劑為聚乙烯醇,粒度為2mm ;粘結(jié)劑為娃酸鈉； 步驟2、將步驟1得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱1嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持6臟的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為巧臟；耐火涂料為質(zhì)量1:1的鋯英砂和鎂砂混合物；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至1001，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘700轉(zhuǎn)，澆鑄15201高溫金屬液，待溫度降至8001，脫模取出磨輥，然后空冷至1001左右，再以501 /11升溫，至2501保溫3小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為質(zhì)量比為1:1的聞絡(luò)鑄鐵和球墨鑄鐵液。
[0022]實(shí)施例7
該離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:10:15混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體填入模具制備得到帶有鑲嵌柱1、鑲嵌孔2和砂型接觸面設(shè)有凸臺3的陶瓷顆粒預(yù)制體；其中陶瓷顆粒為質(zhì)量1:1:1的碳化硼、碳化鎢和硼化鈦混合物，粒度為4皿；造孔劑為質(zhì)量比為1:1的聚乙烯醇和碳酰二胺混合物，粒度為1.8111111 ；粘結(jié)劑為硅酸鈉；
步驟2、將步驟1得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱1嵌于鑲嵌孔2中拼接，蜂窩多孔預(yù)制體拼接方式示意圖如圖1所示，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有厚度耐火涂料的活塊金屬模7中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺3使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模7內(nèi)表面保持6臟的間隙；其中金屬模7金屬外殼厚度為巧臟；耐火涂料為質(zhì)量1:1的鋯英砂和鎂砂混合物；
步驟3、將步驟2中的活塊金屬模7整體預(yù)熱至6001，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，離心鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘100轉(zhuǎn)，澆鑄15201高溫金屬液，待溫度降至11001，脫模取出磨輥，然后空冷至1001左右，再以401 /11升溫，至5001保溫4小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥，蜂窩狀陶瓷-金屬復(fù)合材料立磨磨輥結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中高溫金屬液為石墨鋼液。
[0023]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于具體步驟如下: 步驟1、首先將陶瓷顆粒、造孔劑和粘結(jié)劑按100:0.5^10:Γ20混合均勻制備得到預(yù)制體，然后將預(yù)制體通過填入模具制備得到帶有鑲嵌柱(I)、鑲嵌孔(2)和砂型接觸面設(shè)有凸臺(3)的陶瓷顆粒預(yù)制體； 步驟2、將步驟I得到的若干陶瓷顆粒預(yù)制體中每兩兩陶瓷顆粒預(yù)制體的鑲嵌柱(I)嵌于鑲嵌孔(2)中拼接，然后將拼接完成的陶瓷顆粒預(yù)制體固定在涂有5?40mm厚度耐火涂料的活塊金屬模(7)中，陶瓷顆粒預(yù)制體上的凸臺(3)使陶瓷顆粒預(yù)制體與活塊金屬模(7)內(nèi)表面保持5?10mm的間隙； 步驟3、將步驟2中的活塊金屬模(7)整體預(yù)熱至10(T60(TC，然后通過螺栓固定于離心鑄造設(shè)備中，控制離心鑄造設(shè)備每分鐘10(Γ700轉(zhuǎn)，澆鑄高溫金屬液，待溫度降至80(Γ1100?，脫模取出磨輥，然后空冷至100°C左右，再以2(T50°C /h升溫，至25(T500°C保溫2?4小時(shí)，最后空冷至室溫制得陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟I中陶瓷顆粒為鋯剛玉、氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鎢、硼化鈦中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.廣4_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟I中造孔劑為聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚甲醛、碳酰二胺中的一種或幾種任意比例混合物，粒度為0.l?2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟I中粘結(jié)劑為硼酸、鋁酸鹽水泥、硅酸鈉、酚醛樹脂、硅溶膠中的一種或幾種任意比例混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟2中的活塊金屬模(7)金屬外殼厚度為5?20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟2中的耐火涂料為石英砂、鋯英砂、剛玉砂、鎂砂中的一種或幾種任意比例混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造陶瓷-金屬蜂窩復(fù)合材料立磨磨輥的方法，其特征在于:所述步驟3中聞溫金屬液為聞猛鋼，鎮(zhèn)硬鑄鐵，聞絡(luò)鑄鐵、球墨鑄鐵、石墨鋼中的一種或兩種任意比例混合液。
【文檔編號】B02C4/30GK104399930SQ201410610902
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】蔣業(yè)華, 溫放放, 劉光亮, 盧德宏, 李祖來, 山泉, 周謨金, 周榮 申請人:昆明理工大學(xué)