[发明专利]一种陶瓷增强金属基复合挤压辊的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属基复合材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷增强金属基复合挤压辊的制作工艺。

背景技术

辊压机作为粉磨系统中的预粉磨或半终粉磨设备在水泥矿山行业中起着非常重要的作用。挤压辊辊压机的核心部件，在工作过程中由于承受高应力及循环应力作用容易产生磨损及疲劳脱落，大大降低了其使用寿命，降低了生产效率。随着社会经济的快速发展，对矿物等原材料需求日益增强，挤压辊的消耗量逐年上升。传统工艺生产的挤压辊，因使用寿命短，制造工艺难度大，成本高，修复时间长、修复成本高，尺寸难以大型化等问题，无法满足市场需求。金属材料具有韧性好、抗冲击性能好的优点，而陶瓷颗粒硬度高、耐磨性好。陶瓷颗增强金属基复合材料因陶瓷颗粒具有高硬度高耐磨性、基体金属具有良好的韧性，生产工艺简单、成本低廉而成为制备挤压辊的理想材料。

中国发明专利CN102441462A公布了一种高耐磨辊压机挤压辊及制造工艺，其方法是在挤压辊表面加工出圆形槽，槽的间距3-6mm，在槽内镶嵌硬质合金圆柱，硬质合金圆柱高于辊面2mm，然后通过钎焊的方法将硬质合金圆柱和辊面连接。此种方法制备出的挤压辊耐磨性提高。但是此方法存在以下缺陷，耐磨柱钉固定比较麻烦，且焊接过程中容易形成缺陷，易造成柱钉脱落。另外，硬质合金圆柱磨损后不易更换。此外，挤压辊辊面容易磨损，挤压辊使用寿命短。中国发明专利CN105039836A公开了一种辊磨机镶铸辊面及其制备方法，其方法是将硬质合金球与铸铁耐磨块，在气体保护下烧结，得到预制烧结块，然后通过离心铸造的方法制备出挤压辊。但是此方法制备工艺复杂，设备要求高，增加了制造成本。中国发明专利CN102784686A公开了一种辊压机用柱钉，其方法是将碳化物和粘结相混合后，通过粉末冶金低压烧结来制备柱钉，但是此方法碳化物成本高，增加了辊压机的制造成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种陶瓷增强金属基复合挤压辊，包括辊胎和耐磨块，所述辊胎由多级圆杆焊接而成，所述辊胎中间杆的直径大于两端杆的直径，所述耐磨块为弧形块，所述耐磨块由弧形的金属基体与弧形的陶瓷板组成，所述弧形的陶瓷板的内弧面与金属基体的外弧面固定连接，所述金属基体的内弧面设有长条形的键槽，所述键槽贯通于金属基体的内弧面，所述金属基体的一个端面设有卡头，所述金属基体的另一个端面设有卡槽，所述金属基体对称的两个侧面均设有螺孔；几个的所述耐磨块通过卡头和卡槽相互卡接成圆环形的辊体；所述辊体套接在辊胎的中间杆上，所述辊胎中间杆的杆壁上也设有键槽，内外两个对应的所述键槽内卡接有键，所述辊胎与辊体之间通过键相互固定连接，所述辊体的侧面通过螺孔连接有护边，所述护边为圆环片状，所述护边套接在辊胎的外侧。

优选地，一种陶瓷增强金属基复合挤压辊的制作工艺，包括以下步骤：

S1，陶瓷预制体的制备：将陶瓷颗粒与粘结剂充分混合，填充到模具中，冷却脱模，得到陶瓷预制体；

S2，耐磨块的制备：将陶瓷预制体预热到800-950℃，固定在型腔中，浇注金属液进行复合，得到耐磨块；

S3，耐磨块的精加工：将耐磨块进行热处理，并经过车床精加工，车出卡头、卡槽、键槽和螺孔，并进行打磨和磨砂处理；

S4，辊胎的加工：用低合金钢镦粗、拉拔、模锻，得到辊胎，经过热处理和车床精加工，车出于耐磨块中相匹配的键槽和螺孔；

S5，复合挤压辊的组装：将各耐磨块通过卡头、卡槽和键联接安装到辊胎上，并装上护边，并通过螺钉和螺孔固定，得到分体式的成品复合挤压辊。

优选地，所述S1中，陶瓷颗粒具体为氧化铝、碳化硅、碳化钨、氮化硼中的一种或多种混合而成的细陶瓷颗粒。

优选地，所述S1中，陶瓷颗粒的大小为60-200目。

优选地，所述S1中，陶瓷预制体的表面设有多个蜂窝孔。

优选地，所述耐磨块为三分之一圆弧形状。

优选地，所述耐磨块为四分之一圆弧形状。

优选地，所述S2中的型腔和S1中的模具具体为离心铸造模具、挤压铸渗模具或普通砂型模具。

优选地，所述S2中，金属液具体为高锰钢、高铬铸铁、低中合金钢、耐磨铸钢、铸铁中的一种或两种混合后高温熔融而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：