一種球磨機用涂層襯板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球磨機用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2.2-2.8％，鉻：14-16％，鋁：4.7-6.2％，鎂：0.05-0.12％，錳：0.7-0.82％，硅：0.8-1.2％，鉬：0.5-1.2％，氮：1.3-2.1％，氧：0.03-0.1％，硫：0.01-0.05％，磷：0.03-0.045％，余量為鐵和不可避免的雜質。本發(fā)明破碎率≤0.35％，硬度可達75HRC以上，沖擊韌性可達8J/cm2以上。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及球磨機襯板【技術領域】，尤其涉及一種球磨機用涂層襯板。 一種球磨機用涂層襯板

【背景技術】
[0002] 球磨機是工業(yè)生產中廣泛使用的高細磨機械之一。球磨機是將塊狀物料破碎成粉 狀物料的機器，它在生產時球磨機筒體旋轉，帶動筒內的物料和鋼球進行旋轉形成落差撞 擊運動。球磨機靠裝在鋼球和物料與筒體內的空心擋料圈襯板或實心擋料圈襯板撞擊，以 及鋼球、物料在旋轉筒體內相互撞擊摩擦作用將礦石等塊狀物料制成粉末，其中襯板可用 來保護筒體，是重要的基礎零部件，尤其是精密工業(yè)襯板在國民經濟發(fā)展中起著重要作用， 襯板使筒體免受研磨體和物料直接沖擊和磨擦，同時也可利用不同形式的襯板來調整研磨 體的運動狀態(tài)，增強研磨體對物料的粉碎作用，有助于提高磨機的粉磨效率，增加產量，降 低金屬消耗，目前國內球磨機工作對象多為水泥、煤炭、礦石、煤渣等，對球磨機使用時的襯 板破碎率、硬度及沖擊韌性要求越來越高。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種球磨機用涂層襯板具有良好的綜合性能，其破碎率< 0. 35%， 硬度可達75HRC以上,沖擊韌性可達8J/cm2以上。
[0004] 本發(fā)明提出的一種球磨機用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 2. 2-2. 8%，鉻：14-16%，鋁：4· 7-6. 2%，鎂：0· 05-0. 12%，錳：0· 7-0. 82%，硅：0· 8-1. 2%， 鑰：0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量 為鐵和不可避免的雜質；
[0005] 根據上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機用涂層襯板：
[0006] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進 行熔化，加熱溫度為1320_1360°C ;
[0007] S2、脫氧：將加熱爐內溫度提高至1450-150(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進行預脫氧 4-6min，然后加入鋁進行終脫氧得到混合鐵液；
[0008] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300_1340°C進行澆 注，待金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預成型襯板；
[0009] S4、熱處理：將預成型襯板放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量 小于5 %，氬氣流速為5-8L/min，將電爐溫度升溫至1200-1300°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T為溫度，T單位為°(：, t為時間，t單位為min,保溫3-5h后，將保溫后的襯 板取出置于溫度為160-200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260-320°C進行 保溫，保溫時間為120-140min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液 為按摩爾份數將1-3份硝酸鎂、2-6份硝酸鉀和3-7份硝酸鈉加入8-15份水中充分攪拌所 得；
[0010] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為 102-105 μ m的純鋁結合層后，再在純鋁結合層的表面噴涂一層厚度為199-202 μ m陶瓷層 得到球磨機用涂層襯板，其中純鋁結合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為 粒徑45-55 μ m的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質量比為8-12 :88-92,等離子噴 涂系統(tǒng)的參數如下：電流550-600A，電壓為50V，氬氣的流量為50-52L/min，氫氣的流量為 25-26L/min，原料送粉率為 1. 6-1. 8kg/h。
[0011] 優(yōu)選地，其組分按重量百分比包括：碳：2. 4%，鉻：15%，鋁：5. 3%，鎂：0. 1%，錳： 0. 76%，硅：1%，鑰：0. 8%，氮：1. 8%，氧：0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不 可避免的雜質。
[0012] 優(yōu)選地，在S4中，將預成型襯板放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量 為4. 3%，氬氣流速為7L/min，將電爐溫度升溫至1280°C，升溫過程符合T = 159+lg (t-Ι)， T為溫度,Τ單位為°(：,1:為時間，t單位為min,保溫4h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 180°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至290°C進行保溫，保溫時間為130min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將2份硝酸鎂、4份 硝酸鉀和5份硝酸鈉加入10份水中充分攪拌所得。
[0013] 在由鐵礦石生產各種鐵或鐵合金時，由于鐵礦中往往伴生有銅、磷、硫等金屬或非 金屬礦，導致最終的鐵或鐵合金中含有銅、磷、硫等元素以及難以避免的雜質。
[0014] 本發(fā)明通過調整組分，提高鉻元素的含量并加入稀土元素，大幅提高本發(fā)明的 耐磨性能；在熱處理中采用硝酸鹽溶液進行等溫淬火，先將溫度升高，升溫過程符合T = 20+lg(t_l)，預成型襯板升溫速率先快后慢，先使預成型襯板的溫度快速達到奧氏體溫度 區(qū)，再降低預成型襯板的升溫速率使預成型襯板中的奧氏體均勻分布，再利用硝酸鹽溶液 的高比熱容進行快速降溫，使奧氏體轉化成貝氏體，大幅度提高預成型襯板的韌性；采用等 離子噴涂的方法在回火后襯板表面噴涂純鋁結合層和A1 203/A1N陶瓷層，其中陶瓷層中的 A1203和A1N質量比為8-12 :88-92, A1203/A1N陶瓷層厚度為199-202 μ m，利用鋁的氮化物 和氧化物提高襯板耐磨性能，滿足實際使用過程中對襯板的要求，而A1203/A1N陶瓷層在襯 板表面形成致密的保護膜，顯著提高耐熱、耐腐蝕和耐氧化的性能；經試驗得出，本發(fā)明的 其破碎率< 0. 35%，硬度可達75HRC以上，沖擊韌性可達8J/cm2以上。

【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[0016] 本發(fā)明提出的一種球磨機用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 2%，鉻： 16%，鋁：4.7%，鎂：0.12%，錳：0.7%，硅：1.2%，鑰 ：0.5%，氮：2.1%，氧：0.03%，硫： 0. 05%，磷：0. 03%，余量為鐵和不可避免的雜質；
[0017] 根據上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機用涂層襯板：
[0018] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進 行熔化，加熱溫度為1360°C ;
[0019] S2、脫氧：將加熱爐內溫度提高至1450°C，然后加入錳鐵和硅鐵進行預脫氧6min， 然后加入鋁進行終脫氧得到混合鐵液；
[0020] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300°C進行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預成型襯板；
[0021] S4、熱處理：將預成型襯板放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量為 4. 8%，氬氣流速為5L/min，將電爐溫度升溫至1300°C，升溫過程符合T = 159+lg (t-1)，T 為溫度，T單位為°(：, t為時間，t單位為min,保溫3h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260°C進行保溫，保溫時間為140min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將1份硝酸鎂、6份 硝酸鉀和3份硝酸鈉加入15份水中充分攪拌所得；
[0022] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為102μηι的 純鋁結合層后，再在純鋁結合層的表面噴涂一層厚度為202 μ m陶瓷層得到球磨機用涂層 襯板，其中純鋁結合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質量比為8 :92,等離子噴涂系統(tǒng)的參數如下：電流 550A，電壓為50V，氬氣的流量為52L/min，氫氣的流量為25L/min，原料送粉率為1. 8kg/h。
[0023] 實施例2
[0024] 本發(fā)明提出的一種球磨機用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 8%，鉻： 14%，鋁：6.2%，鎂：0.05%，錳：0.82%，硅 ：0.8%，鑰：1.2%，氮：1.3%，氧：0.1%，硫： 0. 01%，磷：0. 045%，余量為鐵和不可避免的雜質；
[0025] 根據上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機用涂層襯板：
[0026] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進 行熔化，加熱溫度為1320°C ;
[0027] S2、脫氧：將加熱爐內溫度提高至1500°C，然后加入錳鐵和硅鐵進行預脫氧4min， 然后加入鋁進行終脫氧得到混合鐵液；
[0028] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1340°C進行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預成型襯板；
[0029] S4、熱處理：將預成型襯板放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量為 4%，氬氣流速為8L/min，將電爐溫度升溫至1200°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T為 溫度，T單位為°(：, t為時間，t單位為min,保溫5h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 160°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至320°C進行保溫，保溫時間為120min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將3份硝酸鎂、2份 硝酸鉀和7份硝酸鈉加入8份水中充分攪拌所得；
[0030] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為105μηι的 純鋁結合層后，再在純鋁結合層的表面噴涂一層厚度為199 μ m陶瓷層得到球磨機用涂層 襯板，其中純鋁結合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質量比為12 :88,等離子噴涂系統(tǒng)的參數如下：電流 600A，電壓為50V，氬氣的流量為50L/min，氫氣的流量為26L/min，原料送粉率為1. 6kg/h。
[0031] 實施例3
[0032] 本發(fā)明提出的一種球磨機用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 4%， 鉻：15%，鋁：5· 3%，鎂：0· 1%，錳：0· 76%，硅：1%，鑰：0· 8%，氮：1· 8%，氧：0· 08%，硫： 0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不可避免的雜質；
[0033] 根據上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機用涂層襯板：
[0034] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進
【權利要求】
1. 一種球磨機用涂層襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包括：碳：2. 2-2. 8%， 鉻：14-16 %，鋁：4· 7-6. 2 %，鎂：0· 05-0. 12 %，錳：0· 7-0. 82 %，硅：0· 8-1. 2 %，鑰： 0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量為鐵 和不可避免的雜質； 根據上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機用涂層襯板： 51、 加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進行熔 化，加熱溫度為1320-1360°C ; 52、 脫氧：將加熱爐內溫度提高至1450-150(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進行預脫氧 4-6min，然后加入鋁進行終脫氧得到混合鐵液； 53、 澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300-1340°C進行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預成型襯板； 54、 熱處理：將預成型襯板放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量小于5%， 氬氣流速為5-8L/min，將電爐溫度升溫至1200-1300°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T 為溫度，T單位為°(：, t為時間，t單位為min,保溫3-5h后，將保溫后的襯板取出置于溫度 為160-200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260-320°C進行保溫，保溫時間為 120-140min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將 1-3份硝酸鎂、2-6份硝酸鉀和3-7份硝酸鈉加入8-15份水中充分攪拌所得； 55、 噴涂涂層：利用等離子噴涂系統(tǒng)在回火后襯板表面噴涂一層厚度為102-105μπι的 純鋁結合層后，再在純鋁結合層的表面噴涂一層厚度為199-202 μ m陶瓷層得到球磨機用 涂層襯板，其中純鋁結合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m 的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質量比為8-12 :88-92,等離子噴涂系統(tǒng)的參數 如下：電流550-600A，電壓為50V，氬氣的流量為50-52L/min，氫氣的流量為25-26L/min，原 料送粉率為1. 6-L 8kg/h。
2. 根據權利要求1所述的球磨機用涂層襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包括： 碳：2· 4%，鉻：15%，鋁：5· 3%，鎂：0· 1%，錳：0· 76%，硅：1%，鑰：0· 8%，氮：1· 8%，氧： 0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不可避免的雜質。
3. 根據權利要求1或2所述的球磨機用涂層襯板，其特征在于，在S4中，將預成型襯板 放入電爐內，向電爐內通入氬氣使電爐中氧含量為4. 3%，氬氣流速為7L/min，將電爐溫度 升溫至1280°C，升溫過程符合
，T為溫度，T單位為°C，t為時間，t單位為 min，保溫4h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為180°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的 溫度升至290°C進行保溫，保溫時間為130min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板， 所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數將2份硝酸鎂、4份硝酸鉀和5份硝酸鈉加入10份水中充分 攪拌所得。
【文檔編號】C22C38/60GK104084272SQ201410271228
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權日:2014年6月17日
【發(fā)明者】金太軍 申請人:寧國市鑫煌礦冶配件制造有限公司