一种可修复陶瓷金属复合磨辊及制造方法与流程

本发明涉及新材料领域，特别涉及一种可修复陶瓷金属复合磨辊的制造方法。

背景技术：

磨煤机是火力发电厂的重要设备之一，而磨辊则是磨煤机的关键核心部件之一，依靠它压碎和碾磨两种作用将煤粉碎。因此，磨辊性能的好坏直接影响到制粉的作业率、煤粉出力、磨辊消耗和生产成本。目前国内使用的金属陶瓷复合磨辊主要有以下三种类型：（1）进口马科托xwin系列一次性铸造金属陶瓷复合磨辊，具有陶瓷颗粒不会脱落，耐磨性好的优点，但是该产品存在的缺点是产品价格昂贵，同时生产交货期较长，并且不具备修复性；（2）进口印度vega二次浇铸成型的金属陶瓷复合磨辊。具有良好的抗冲击性能，但是存在耐磨易受破碎煤矸石冲击脱落的缺点；（3）镶嵌式金属陶瓷复合磨辊，具有产品制作工艺简单，成本低的优点，在磨损后期，高铬铸铁基体优先磨损凹陷，陶瓷棒或硬质合金棒凸出在磨辊表面，成为孤立的点耐磨，遇到煤矸石时，因失去根部高铬铸铁保护，陶瓷又存在易脆特点，故陶瓷棒容易断裂、脱落。

基于以上问题，本专利提供一种可修复陶瓷复合磨辊的制造方法，旨在磨煤机恶劣工况下，实现磨辊的高耐磨性和可修复性，解决磨煤机生产使用过程中，磨辊易磨损、难修复等问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种可修复陶瓷金属复合磨辊及制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。

技术方案：本发明所述的一种可修复陶瓷金属复合磨辊，包括辊芯基体，多个陶瓷复合磨辊辊皮和预埋件，所述辊芯基体（的外基面上装配有多个相互拼接的陶瓷复合磨辊辊皮，所述陶瓷复合磨辊辊皮的一端设有凹槽，所述陶瓷复合磨辊辊皮的一端通过凹槽与辊芯基体上的凸起适配卡接，所述陶瓷复合磨辊辊皮的另一端通过预埋件与辊芯基体焊接固定。

进一步的，所述辊芯基体采用普通铸钢制成，预埋件采用普通碳钢制成。

进一步的，所述陶瓷复合磨辊辊皮采用24-36块。

进一步的，所述凹槽采用“v”型槽结构，所述凸起采用与凹槽适配的“v”型凸起。

进一步的，所述凹槽设置在陶瓷复合磨辊辊皮的宽边一端，预埋件浇铸固定在陶瓷复合磨辊辊皮的窄边一端。

进一步的，所述陶瓷复合磨辊辊皮内设有网状结构的预制体。

本发明还公开了上述一种可修复陶瓷金属复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入200-300℃烘箱内，进行预热；

（3）制造辊皮铸型，将预热后的预制体与预埋件置于型腔中设计位置并固定，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（4）通过热处理，使陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到59-62hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，达到要求尺寸与形状；

（5）浇铸图纸设计的辊芯基体，并机械加工，满足配合要求；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次装配在辊芯基体外圆面，宽端通过v形卡槽结构进行配合定位，窄端通过焊接预埋件固定在辊芯基体上，进而实现陶瓷复合磨辊辊皮与辊芯基体的装配。

进一步的，所述陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

进一步的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

有益效果：本发明所提供的一种可修复陶瓷金属复合磨辊及制造方法具有以下明显效果：

（1）磨辊由陶瓷复合磨辊辊皮和辊芯基体组成，辊皮磨损后，可在原辊芯基体上实现单块或多块在线拆卸、更换，具备可修复性，且更换便捷；

（2）陶瓷复合磨辊辊皮采用多块拼接结构，装配方便，且单块辊皮体积小，加工方便；

（3）磨辊辊皮与辊芯基体配合处采用v形镶嵌方式，配合牢固，装配简单；

（4）陶瓷复合磨辊辊皮为内含陶瓷增强预制体，具有高耐磨性；

（5）陶瓷复合磨辊辊皮窄端铸有预埋件，易于焊接，与辊芯基体牢固；

（6）辊芯基体为普通钢材，易加工，成本低，且可与辊皮预埋件实现有效焊接，操作简单。

附图说明

图1为本发明磨辊的装配立体示意图；

图2为本发明磨辊的装配剖视示意图；

图3为本发明磨辊辊芯基体立体示意图；

图4为本发明磨辊辊芯基体剖视示意图；

图5为本发明陶瓷复合磨辊辊皮立体图与截面示意图；

图6为本发明磨辊的装配局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明：

如图1到图6所示的一种可修复陶瓷金属复合磨辊，包括辊芯基体1，多个陶瓷复合磨辊辊皮2和预埋件3，所述辊芯基体1的外基面上装配有多个相互拼接的陶瓷复合磨辊辊皮2，所述陶瓷复合磨辊辊皮2的一端设有凹槽5，所述陶瓷复合磨辊辊皮2的一端通过凹槽5与辊芯基体1上的凸起4适配卡接，所述陶瓷复合磨辊辊皮2的另一端通过预埋件3与辊芯基体1焊接固定。

作为本实施例的进一步优化：

优选的，所述辊芯基体1采用普通铸钢制造而成，预埋件3采用普通碳钢制成；易加工，成本低，且可与辊皮预埋件实现有效焊接，操作简单。

优选的，所述陶瓷复合磨辊辊皮2采用24-36块，保证紧凑衔接的同时也便于修复。

优选的，所述凹槽5采用“v”型槽结构，所述凸起4采用与凹槽5适配的“v”型凸起，配合紧凑，装配简单。

优选的，所述凹槽5设置在陶瓷复合磨辊辊皮2的宽边一端，预埋件3浇铸固定在陶瓷复合磨辊辊皮2的窄边一端，易于焊接，与辊芯基体牢固。

优选的，所述陶瓷复合磨辊辊皮2内设有网状结构的预制体6，具有高耐磨性。

上述一种可修复陶瓷金属复合磨辊的制造方法如下：

实施例1

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入200℃烘箱内，进行预热；

（3）制造辊皮铸型，将预热后的预制体与预埋件置于型腔中设计位置并固定，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（4）通过热处理，使陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到59hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，达到要求尺寸与形状；

（5）浇铸图纸设计的辊芯基体，并机械加工，满足配合要求；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次装配在辊芯基体外圆面，宽端通过v形卡槽结构进行配合定位，窄端通过焊接预埋件固定在辊芯基体上，进而实现陶瓷复合磨辊辊皮与辊芯基体的装配。

优选的，所述陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

优选的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

实施例2

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入300℃烘箱内，进行预热；

（3）制造辊皮铸型，将预热后的预制体与预埋件置于型腔中设计位置并固定，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（4）通过热处理，使陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到62hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，达到要求尺寸与形状；

（5）浇铸图纸设计的辊芯基体，并机械加工，满足配合要求；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次装配在辊芯基体外圆面，宽端通过v形卡槽结构进行配合定位，窄端通过焊接预埋件固定在辊芯基体上，进而实现陶瓷复合磨辊辊皮与辊芯基体的装配。

优选的，所述陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

优选的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

实施例3

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入250℃烘箱内，进行预热；

（3）制造辊皮铸型，将预热后的预制体与预埋件置于型腔中设计位置并固定，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（4）通过热处理，使陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到60hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，达到要求尺寸与形状；

（5）浇铸图纸设计的辊芯基体，并机械加工，满足配合要求；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次装配在辊芯基体外圆面，宽端通过v形卡槽结构进行配合定位，窄端通过焊接预埋件固定在辊芯基体上，进而实现陶瓷复合磨辊辊皮与辊芯基体的装配。

优选的，所述陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

优选的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

优选的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

上述磨辊在使用磨损后，更换过程如下：

（1）通过打磨、切割焊接处，分离预埋件与辊芯基体；

（2）将磨损陶瓷复合磨辊辊皮分别拆卸，并更换新辊皮；

（3）重复磨辊装配方法，修复完成。

本发明利用一种可修复陶瓷金属复合磨辊及制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。