[发明专利]具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨件，特别是一种具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法。

背景技术

矿山，水泥、电力、矿山、化工等行业的设备中有大量工作在硬质磨粒磨损条件下的零部件，使用寿命很短。通常采用整体耐磨材料如高锰钢或耐磨铸铁制造这些零部件或采用表面喷涂耐磨材料如陶瓷涂层等方法以提高其寿命，当表面磨损达到一定程度，再堆焊硬面材料进行修复，现有的堆焊硬面材料硬度可达到HRA65度。而耐磨陶瓷材料的硬度可达HRA87度，相同试件用P＝76N、n＝800转/分、t＝30分钟的耐磨试验进行比较，锰钢磨损0.053克，高铬铸铁磨损0.0342克，Al₂O₃刚玉磨损率仅0.00019克，可见耐磨陶瓷材料的耐磨性能是普通耐磨材料的100-200倍，利用耐磨陶瓷材料是当前制造和修复耐磨零部件行业的发展方向。

现有的在耐磨件上制备耐磨陶瓷方法有：

表面喷涂耐磨陶瓷涂层，由于喷涂层与底材结合强度较差，容易发生脱落，涂层不致密；

在基体材料表面电镀耐磨陶瓷涂层，结合强度有所改善，但涂层厚度有限，且无法用于如磨煤机、水泥磨粉机中的磨辊等大型耐磨件；

铝热法制备陶瓷熔覆层，如01139227.4陶瓷内衬钢管的制造方法、CN1059376A中所公开的一种离心一铝热法制备陶瓷熔覆层的方法，以及J63089680，J63089675，J62086172，利用反应物的化学能产生熔覆过程所需的热量，而利用离心力使得熔融状态的反应生成物液相分离，由于极高的熔体温度(约2400K)，底材与熔覆层之间可形成强烈的冶金结合，从而获得不易剥落的熔覆层。这种方法只适用于管状零件内壁覆层，无法用于平板或圆柱外表面。

粘接法，如200410017901.8、200520051421.3所公开的用无机粘接剂将耐磨陶瓷片粘接到零件表面制作耐磨层，同样存在结合强度差的问题。

镶嵌法，200610107261.9公开了一种金属陶瓷耐磨复合材料及制备方法，以金属耐磨板为基体，在钢板上凿孔，然后把耐磨陶瓷材料镶嵌在钢板孔内，构成一种高韧性、高耐磨的复合板。不难看出，镶嵌在钢板孔内耐磨陶瓷材料在力的作用下，必然与钢板孔产生挤压，使孔变形，最终镶嵌在钢板孔内耐磨陶瓷材料脱落，且无法修复。

综上所述，现有的各种表面耐磨陶瓷覆层的制备方法，均不适用于重负荷的大型耐磨件，如何将耐磨性能好的耐磨陶瓷应用于重负荷的大型耐磨件修复和制造，是本行业多年来谋求解决的难题之一。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法。

本实用新型所提供的具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法是由如下技术方案来实现的。

一种具有陶瓷覆层的耐磨件，包括基体和耐磨陶瓷块，其特征在于：所述耐磨陶瓷块是纵横截面均为上小下大的凸形耐磨陶瓷块条，所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷条均匀贴敷于所述基体的整个耐磨表面上，相邻二耐磨陶瓷条之间留有间隙，在基体上熔敷有固定堆焊层，固定堆焊层上熔敷耐磨堆焊层，所述固定堆焊层和耐磨堆焊层包覆所述耐磨陶瓷条。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可进一步补充如下技术内容。

所述的具有陶瓷覆层的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷块条的长度方向与耐磨件工作时的运动方向垂直。

所述的具有陶瓷覆层的耐磨件，其特征在于所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷条是梯形、或凸字形、或工字形，所述梯形的腰与下底之间的夹角为45°～90°，优选值为60°～85°。

所述的具有陶瓷覆层的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷条的上底宽度为10～50mm。

所述的具有陶瓷覆层的耐磨件，其特征在于所述相邻二耐磨陶瓷条之间的最小间隙，二凸形截面的耐磨陶瓷条下底之间的间隔为4～40mm，优选值为6～18mm。

本发明还提供一种上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法，所述制造方法也可用于再制造修复。

一种上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)去除基体表面杂物，如氧化物、油污及镶嵌于表面的被磨材料颗粒。

2)将耐磨陶瓷条用胶粘贴于基体表面并保留一定间隙。

3)在基体金属上，耐磨陶瓷条的四周进行固定加强堆焊，在固定加强堆焊层上进行耐磨堆焊，使堆焊熔敷金属均匀覆盖耐磨陶瓷条及整个表面形成具有陶瓷覆层的耐磨件。