一種磨輥制備方法
【專利摘要】一種磨輥制備方法，其步驟是：1）制作與磨輥使用面接觸的金屬鑄型，金屬鑄型的型腔采用機(jī)加工制得，型腔表面涂刷石墨粉快干涂料；2）制作與磨輥非使用面接觸的且與金屬鑄型組合在一起用于制備磨輥的砂型鑄型和砂型鑄芯，且砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面涂刷鋯英粉快干涂料；3）將金屬鑄型預(yù)熱后，快速合箱澆注，待澆注的金屬液凝固冷卻后得到磨輥。本發(fā)明由于采用了與磨輥使用面接觸的鑄型用金屬鑄型，其他部位用砂型來制備磨輥的方法，該方法不但操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，且有利于減少?gòu)U砂排放，并極大地提高了磨輥使用面精度，改善了高鉻鑄鐵碳化物分布，使磨輥的耐磨性得到有效的提高，延長(zhǎng)了磨輥的使用壽命。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于礦山、電力、水泥、冶金等工業(yè)設(shè)備上的磨輥的制備方法。 一種磨輥制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 磨輥是電力、礦山、水泥、冶金等領(lǐng)域粉磨裝備關(guān)鍵部件，國(guó)內(nèi)年需求量近10萬(wàn) 噸。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)磨輥所用鑄型均為砂型，生產(chǎn)每噸磨輥用砂量為4噸左右，近一半的 砂不能重復(fù)使用而排出。因此國(guó)內(nèi)年生產(chǎn)磨棍用砂量為40萬(wàn)噸左右，約20萬(wàn)噸廢砂排出， 對(duì)環(huán)境造成極大的影響。用砂型鑄造由于緊實(shí)度的原因，鑄件使用面表面粗糙，甚至有的凹 凸不平，磨輥在使用過程中運(yùn)行不穩(wěn)定，震動(dòng)大，對(duì)設(shè)備造成極大的安全隱患，生產(chǎn)效率低。 目前，生產(chǎn)磨輥的材質(zhì)使用高鉻鑄鐵，其組織由M 7C3和馬氏體及少量殘余奧氏體構(gòu)成。M7C3 型碳化物呈桿狀，實(shí)驗(yàn)表明，平行于桿狀方向硬度低于垂直于桿狀方向硬度，因此如果m7c3 桿狀垂直于磨輥使用面，則耐磨性大幅提高，但砂型鑄造由于砂型散熱慢，m7c3桿狀分布隨 機(jī)，不具備M 7C3桿狀定向分布條件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問題和不足，提供一種能夠減少?gòu)U砂排放，提高 磨輥使用面精度、光潔度及使用壽命的磨輥制備方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明所述的磨輥制備方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟： 1) 制作與磨輥使用面接觸的金屬鑄型，該金屬鑄型與鐵水接觸面的形狀與磨輥使用面 形狀相反，金屬鑄型的型腔采用機(jī)加工制得，型腔表面涂刷石墨粉快干涂料； 2) 制作與磨輥非使用面接觸的且與金屬鑄型組合在一起用于制備磨輥的砂型鑄型和 砂型鑄芯，且砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面涂刷鋯英粉快干涂料； 3) 將金屬鑄型預(yù)熱到300?500°C，快速合箱澆注，待澆注的金屬液凝固冷卻后得到磨 輥。
[0005] 其中，上述機(jī)加工為車加工或銑加工；上述砂型鑄型和砂型鑄芯均采用石英砂或 剛玉砂或鋯英砂通過水玻璃粘結(jié)形成，并采用C0 2硬化；上述磨輥所用材質(zhì)為高鉻鑄鐵，如 Crl5、Cr20或Cr25,碳含量不低于3% ;上述金屬液的澆注溫度為1320?1350°C ;上述預(yù) 熱后的金屬鑄型出爐后必須在20分鐘內(nèi)合箱澆注；上述金屬鑄型的材質(zhì)為球墨鑄鐵，且所 述金屬鑄型可重復(fù)使用；上述砂型鑄型與金屬鑄型接觸的分型面處均勻放置有至少四塊墊 塊，各墊塊分別采用金屬材料或無機(jī)非金屬材料制成。
[0006] 本發(fā)明由于采用了與磨輥使用面接觸的鑄型用金屬鑄型，其他部位用砂型來制備 磨輥的方法，該方法不但操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，而且有利于減少?gòu)U砂排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目的， 同時(shí)極大地提高了磨輥使用面精度，并改善了高鉻鑄鐵碳化物分布，使磨輥的耐磨性得到 了有效的提高，而且有效地延長(zhǎng)了磨輥的使用壽命。
[0007] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的模具結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 實(shí)施例一： 如圖1所示，制備錐形磨輥，所用模具由金屬鑄型4、砂型鑄型和砂型鑄芯10組成，其中 所述砂型鑄型包括上箱2和下箱6。其制備方法如下： 先用球墨鑄鐵材質(zhì)澆注金屬型鑄坯，鑄坯型腔表面和上下面通過車削后獲得金屬鑄型 4?？s水率按2%計(jì)算，模具的上箱2、下箱6和砂型鑄芯10分別采用鋯英砂加5%水玻璃粘 結(jié)形成，并采用C02硬化。而且，上箱和下箱與金屬鑄型接觸的分型面處分別均布有四塊墊 鐵3,且模具內(nèi)設(shè)有與鑄造型腔5相連通的內(nèi)澆道7、橫澆道8、直澆道11和冒口 1。金屬鑄 型的型腔表面涂刷石墨粉快干涂料，砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面分別涂刷鋯英粉快干 涂料，并將金屬鑄型放入電爐中預(yù)熱到450°C ; 磨輥材質(zhì)選用 Cr25,重量百分比為 C :3. 05%，Cr :25. 5%，Si :0. 6%，Μη :0. 6%，Mo :11%， Ni :0. 5%，A1 :0. 025%，RE :0. 2%，P、S < 0. 04%，余量為Fe。將廢鋼、高鉻鑄鐵、鑰鐵和廢不 銹鋼放入中頻感應(yīng)電爐中熔煉，造渣至少3次，用硅鐵、錳鐵和鋁線脫氧、除氣，熔煉溫度 1450°C，得鐵水； 先將下箱6放到砂床上，砂型鑄芯10放到下箱，將預(yù)熱的金屬鑄型4放到下箱，將上箱 2放到金屬鑄型上，用螺桿9將上箱2和下箱6鎖緊。然后，將鐵水倒入預(yù)熱至少80(TC的 澆包，澆包底放粒度3?5_的稀土，當(dāng)澆包鐵水降至1340°C時(shí)開始澆注，鐵水凝固冷卻后 即得到錐形磨輥。
[0012] 磨輥經(jīng)熱處理后磨損面硬度達(dá)HRC63. 5,比全部用砂型制備的同種材質(zhì)的磨輥硬 度高2,使用壽命提高20%。而且，經(jīng)本工藝制備的磨輥比全部用砂型制備的磨輥節(jié)約用砂 25%。
[0013] 實(shí)施例二： 如圖2所示，制備輪胎形磨輥，所用模具由金屬鑄型4和4'、砂型鑄型、砂型鑄芯10組 成，其中所述砂型鑄型包括上箱2和下箱6。其制備方法如下： 先用球墨鑄鐵材質(zhì)澆注金屬型鑄坯，鑄坯型腔表面和上下面通過車削后獲得金屬鑄型 4、4'。縮水率按2%計(jì)算，模具的上箱2、下箱6和砂型鑄芯10分別采用鋯英砂加5%水玻璃 粘結(jié)形成，并采用C02硬化。而且，上箱和下箱與金屬鑄型接觸的分型面處分別均布有四塊 墊鐵3,且模具內(nèi)設(shè)有與鑄造型腔5相連通的內(nèi)澆道7、橫澆道8、直澆道11和冒口 1。金屬 鑄型的型腔表面涂刷石墨粉快干涂料，砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面分別鋯英粉快干涂 料，并將金屬鑄型放入電爐中預(yù)熱到450°C ; 磨輥材質(zhì)選用 Cr25,重量百分比為 C :3. 05%，Cr :25. 5%，Si :0. 6%，Μη :0. 6%，Mo :11%， Ni :0. 5%，A1 :0. 025%，RE :0. 2%，P、S < 0. 04%，余量為Fe。將廢鋼、高鉻鑄鐵、鑰鐵和廢不 銹鋼放入中頻感應(yīng)電爐中熔煉，造渣至少3次，用硅鐵、錳鐵和鋁線脫氧、除氣，熔煉溫度 1450°C，得鐵水； 先將下箱6放到砂床上，砂型鑄芯10放到下箱，將預(yù)熱的金屬鑄型放到下箱，將上箱2 放到金屬鑄型上，用螺桿9將上箱2和下箱6鎖緊。然后，將鐵水倒入預(yù)熱至少800°C的澆 包，澆包底放粒度3?5_的稀土，當(dāng)澆包鐵水降至1340°C時(shí)開始澆注，鐵水凝固冷卻后即 得到輪胎形磨輥。
[0014] 磨輥經(jīng)熱處理后磨損面硬度達(dá)HRC63. 5,比全部用砂型制備的同種材質(zhì)的磨輥硬 度高2,使用壽命提高20%。而且，經(jīng)本工藝制備的磨輥比全部用砂型制備的磨輥節(jié)約用砂 25%。
[0015] 實(shí)施例三： 如圖3所示，制備分塊磨輥，所用模具由金屬鑄型4、砂型鑄型和砂型鑄芯10組成，其中 所述砂型鑄型包括上箱2和下箱6。其制備方法如下： 先用球墨鑄鐵材質(zhì)澆注金屬型鑄坯，鑄坯型腔表面和上下面通過車削后獲得金屬鑄型 4。縮水率按2%計(jì)算，模具的上箱2、下箱6和砂型鑄芯10分別采用鋯英砂加5%水玻璃粘 結(jié)形成，并采用C02硬化。而且，下箱與金屬鑄型接觸的分型面處均布有四塊墊鐵3,且模具 內(nèi)設(shè)有與鑄造型腔5相連通的直澆道11和冒口 1。金屬鑄型的型腔表面涂刷石墨粉快干涂 料，砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面分別鋯英粉快干涂料，并將金屬鑄型放入電爐中預(yù)熱 至lj 450°C ; 磨輥材質(zhì)選用 Cr25,重量百分比為 C :3. 05%，Cr :25. 5%，Si :0. 6%，Μη :0. 6%，Mo :11%， Ni :0. 5%，A1 :0. 025%，RE :0. 2%，P、S < 0. 04%，余量為Fe。將廢鋼、高鉻鑄鐵、鑰鐵和廢不 銹鋼放入中頻感應(yīng)電爐中熔煉，造渣至少3次，用硅鐵、錳鐵和鋁線脫氧、除氣，熔煉溫度 1450°C，得鐵水； 先將預(yù)熱的金屬鑄型4放到砂床上，將下箱6放到金屬鑄型4上，將上箱2套接到砂 型鑄芯10上，并將上箱2連同砂型鑄芯10 -起放到下箱6上，用螺桿9將上箱和金屬鑄型 鎖緊。將鐵水倒入預(yù)熱至少800°C的澆包，澆包底放粒度3?5_的稀土，當(dāng)澆包鐵水降至 1340°C時(shí)開始澆注，鐵水凝固冷卻后即得到分塊磨輥。
[0016] 磨輥經(jīng)熱處理后磨損面硬度達(dá)HRC63. 5,比全部用砂型制備的同種材質(zhì)的磨輥硬 度高2,使用壽命提高20%。而且，經(jīng)本工藝制備的磨輥比全部用砂型制備的磨輥節(jié)約用砂 25%。
[0017] 本發(fā)明是通過實(shí)施例來描述的，但并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所 公開的實(shí)施例的其他變化，如對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于 本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種磨輥制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 制作與磨輥使用面接觸的金屬鑄型，該金屬鑄型與鐵水接觸面的形狀與磨輥使用面 形狀相反，金屬鑄型的型腔采用機(jī)加工制得，型腔表面涂刷石墨粉快干涂料； 2) 制作與磨輥非使用面接觸的且與金屬鑄型組合在一起用于制備磨輥的砂型鑄型和 砂型鑄芯，且砂型鑄型和砂型鑄芯的型腔表面涂刷鋯英粉快干涂料； 3) 將金屬鑄型預(yù)熱到300?500°C，快速合箱澆注，待澆注的金屬液凝固冷卻后得到磨 輥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述機(jī)加工為車加工或銑加工。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述砂型鑄型和砂型鑄芯均采用 石英砂或剛玉砂或鋯英砂通過水玻璃粘結(jié)形成，并采用C0 2硬化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述金屬液的澆注溫度為1320? 1350°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述預(yù)熱后的金屬鑄型出爐后必 須在20分鐘內(nèi)合箱澆注。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述金屬鑄型的材質(zhì)為球墨鑄 鐵，且所述金屬鑄型可重復(fù)使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述砂型鑄型與金屬鑄型接觸的 分型面處均勻放置有至少四塊墊塊，各墊塊分別采用金屬材料或無機(jī)非金屬材料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨輥制備方法，其特征在于上述磨輥所用材質(zhì)為高鉻鑄鐵， 且碳含量不低于3%。
【文檔編號(hào)】B22C9/28GK104043789SQ201410308084
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】鄭開宏, 王海艷, 王秀連, 王娟, 王順成, 李繼林 申請(qǐng)人:廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)