[发明专利]锥形磨浆机用转子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锥形磨浆机用转子及其制造方法，属于造纸机械制造技术领域。

背景技术

目前造纸行业广泛采用的磨浆设备总体来说可分为两种：盘型磨浆机和锥形磨浆机。其中，锥形磨浆机具有功耗低、磨浆效果好、磨齿间隙均匀且易于精确控制、噪声低等特点，在纸浆处理能力相同的条件下，外形尺寸小，结构简单。锥形磨浆机主要由装有磨片的截头圆锥形转子和截头圆锥形的外壳及间隙调整机构构成。间隙调整机构可使转子向轴向移动，以控制打浆比压。浆料从小端进入，由大端排出，连续打浆。目前锥形磨浆机存在的问题是转子的寿命短，使用寿命仅有60-90天，需频繁更换，不但增加维修工时，而且使纸浆质量波动，因而直接影响磨浆机的产量和质量，影响造纸成本。转子材料及其加工工艺是决定转子寿命的关键。目前转子材料多选用，06Cr13、12Cr13和20Cr13等马氏体不锈钢。由于转子既要求耐磨又要求韧性和耐蚀性好。含碳量较低的06Cr13和12Cr13，韧性和耐蚀性好，但强度、硬度低，不耐磨，20Cr13硬度高，耐磨，但韧性和耐蚀性低，而且焊接性能也差，不易将磨片焊接在锥形母体上。因此，急需研制一种长寿命的锥形磨浆机用转子。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、工作性能优良的锥形磨浆机用转子及其制造方法，其技术方案为：

一种锥形磨浆机转子，由截头圆锥形母体和焊接在母体外锥形面上的合金磨片组成，其特征在于锥形母体的化学成分按质量百分比计为：碳0.02~0.20，硅0~1.0，锰0~1.0，磷0~0.030，硫0~0.010，铬12.5~15.0，镍0~0.2，余量为铁和不可避免的杂质；磨片合金的化学成分按质量百分比计为：碳0.005~0.10，硅0~1.0，锰0.5~2.0，磷0~0.030，硫0~0.010，铬12.5~15.0，镍1.0-4.0，钼0.4~1.0，氮0.005~0.10，铌0.05~0.50，钒0.5-1.2，余量为铁和不可避免的杂质。

一种锥形磨浆机转子的制造方法，包括以下步骤：1）采用熔炼铸造法制造锥形母体，2）制造磨片，3）将磨片焊接在母体外锥形面上，4）最终热处理，其特征在于：步骤2）中，首先将构成元素的原料组成物经熔炼浇注制得钢锭，然后进行锻造，再加热到1000-1100℃后热轧成带材，轧制后空冷；步骤4）为将步骤3）得到的目标物加热到550-700℃保持1-4h，然后空冷，即得锥形磨浆机转子。或者步骤2）中，首先将构成元素的原料组成物经熔炼浇注制得钢锭，然后进行锻造，加热到1000-1100℃后热轧成带材，再加热到950-1050℃保持30-90min，然后空冷或油冷。其它步骤同上。

上述发明的原理是：通过降低磨片合金的碳含量和添加镍来保证本发明钢的高韧性、耐蚀性和焊接性能，添加氮元素和钼、钒、铌元素，配合合理的热加工工艺形成碳氮化物弥散强化相保证高的硬度和耐磨性。此外，锥形母体的成分优化对保证转子的整体制造也具有重要的作用。

下面首先对本发明锥形母体的成分选择理由进一步解释如下：

碳：形成碳化物，消耗基体中的铬元素，降低耐蚀性能和焊接性能，但有利于铸造成型，降低生产成本。因此，本发明锥形母体中碳的质量百分比控制在0.02~0.20%之间。

铬：提高耐蚀性，但同时也是铁素体形成元素。质量百分数低于12.5%，对提高耐蚀性作用不大，过高的铬含量会导致形成大量δ-铁素体，不利于强度的提高，同时也会增加成本。因此，本发明锥形母体中铬的质量百分数控制在12.5~15.0％之间。

镍：奥氏体形成元素，起抑制δ-铁素体形成的作用，促进马氏体形成，对焊接性能不利，同时还增加成本。因此，本发明锥形母体中，不有意添加镍，其质量百分数控制在0.2％以下。

锰、硅、磷和硫：作为杂质元素，其质量百分含量分别控制在Mn≤1.0%，Si≤1.0%，P:≤0.030%，S:≤0.010%。

下面再对本发明合金磨片的成分选择理由进一步解释如下：

碳：形成碳化物，提高硬度和耐磨性，但增加脆性，同时还消耗基体中的铬元素，使耐蚀性降低，但过低的含碳量又会使钢的硬度不足。因此，本发明合金磨片中碳的质量百分比控制在0.005~0.10%之间。

氮：与碳、铌、钒元素结合形成MX（M指V、Nb等金属元素，X指C和N）型碳氮化物纳米强化相。氮含量过高，易于形成粗大碳氮化物相，不利于提高强度和硬度，过低又不足以形成足够的碳氮化物强化相。因此，本发明合金磨片中氮的的质量百分数控制在0.005~0.15%。