一种生产耐磨复合衬板的方法与流程

本发明涉及一种生产耐磨复合衬板的方法。

背景技术：

在电力、水泥、冶金、矿山等行业，大量使用耐磨衬板，作为磨煤机的主要耐磨件，其耐磨性能直接影响到磨煤机的生产效率和运营成本。目前国内外对于耐磨衬板的研究比较多，有整体铸造成型，有采用预制件镶嵌成型，也有在已磨损的铸件上重新堆焊后继续使用的。整体铸造成型成本很高，且铸件的耐磨性能不够理想，使用寿命受限。采用二次堆焊的方法虽然可以节省一些成本，但堆焊层遇到煤质较差的工作环境时容易脱落。生产维护和使用成本均比较的高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：将提供一种生产耐磨复合衬板的方法。

本发明的技术方案为：包括以下步骤：1）选用粒度为2-3mm的电熔锆刚玉颗粒，与4-4.5wt%水玻璃混合搅拌均匀，通过模具预制成圆柱状陶瓷块，所述陶瓷块成型后在250-300℃的环境中烘干1-2h，再经800-900℃烧结10-15min后随炉冷却，完全冷却后脱模待用；

2）采用树脂砂造型，将预制成型后的陶瓷块均匀地布置在型腔的底部，在陶瓷块的上方放置钢丝网，钢丝网的上端均布至少两只弹簧，弹簧的上端面与下箱砂型的上端面平齐，在下箱砂型的上端开设两个内浇口，内浇口位于砂型的同一侧，浇注前砂型预热至180-200℃，铁水的浇注温度为1480-1530℃，浇注后在砂型内冷却，开箱取件；

3）铸件清砂打磨后，进行热处理，其工艺为:在温度800-1000℃下,保温2-4h；空冷处理；在温度200-250℃下，保温3-5h；再空冷处理。

铁水为c含量为2.0-3.3wt%，cr含量为18-23wt%的耐磨铸铁。

步骤3）中空冷处理后的温度为15-30℃。

步骤3）中铸件热处理后硬度为hrc55-60。

所述陶瓷块朝向钢丝网的一端设有圆锥形芯头。

所述陶瓷块的另一端在周向上设有均布设置的嵌槽，相邻陶瓷块的嵌槽内设有陶瓷杆。

还包括若干u形陶瓷座，所述陶瓷块朝向钢丝网的一端设有圆锥形芯头，另一端中间设有凹槽，所述陶瓷座的水平段连接在成排设置的陶瓷块的凹槽内，所述陶瓷座的水平段平行于两个内浇口之间的直线。

本发明的有益效果为：该方法合理的将陶瓷颗粒与金属基体有效的结合了起来，巧妙地利用了陶瓷的耐磨性能，操作方便，成型性好，便于大规模的生产。与此同时，合理设计了陶瓷预制块的形状以及在砂型中的分布，有效保证了金属液与陶瓷块的结合。将内浇口设置在上端，既避免了对陶瓷预制块的直接冲击，同时还可以进一步加强金属与陶瓷预制块的结合性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明中陶瓷块的布置图，

图3是陶瓷块优化实施方式一的结构示意图，

图4是陶瓷块优化实施方式二的结构示意图，

图5是相邻陶瓷块连接的结构示意图，

图6是陶瓷块优化实施方式三的结构示意图，

图7是图6的仰视图，

图8是陶瓷块与陶瓷座的连接结构示意图；

图中1是陶瓷块，2是基体，3是钢丝网，4是弹簧，5是内浇口，6是芯头，7是嵌槽，8是陶瓷杆，9是陶瓷座，10是凹槽。

具体实施方式

在本发明中所使用的的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。

本发明如图1-8所示，具有以下实施例：

实施例1

选用粒度为2mm的电熔锆刚玉颗粒，与4wt%水玻璃混合搅拌均匀，通过模具预制成直径为15mm，高度为48mm（一端带有高度为8mm的圆锥形芯头）的圆柱状陶瓷块1，所述陶瓷块成型后在250℃的环境中烘干1h，再经800℃烧结15min后随炉冷却，完全冷却后脱模待用。采用树脂砂造型，将预制成型后的圆柱状陶瓷块均匀的布置在型腔的底部，陶瓷块之间间隔15mm，与型腔四壁间隔20mm，在陶瓷块的上方放置钢丝网3，钢丝网的上端均布两只弹簧4，弹簧的上端面与下箱砂型的上端面平齐，在下箱砂型的上端开设两个内浇口5，内浇口位于砂型的同一侧，避免铁水流动时对陶瓷预制块产生较大的冲击。基体2（即铁水）采用含c量为2.0wt%，含cr量为18wt%的高铬铸铁，熔炼后进行浇注，浇注前砂型预热至180℃，铁水的浇注温度为1480℃。铸件经清砂打磨后，进行热处理，热处理工艺为800℃×2h-空冷-200℃×3h-空冷（即在温度800℃下,保温2h；空冷处理；再温度200℃下，保温3h；再空冷处理）；热处理后硬度为hrc55-60。

工作中，在陶瓷块的上方设置钢丝网，钢丝网上设置弹簧，用于可靠定位陶瓷块，避免铁水浇注对陶瓷块地冲击。

采用砂轮对热处理后的复合衬板和普通衬板进行磨损性能对比，发现在相同压力（15kg）下30min磨损，复合衬板的磨损量仅为普通衬板磨损量的37%。

实施例2

选用粒度为2.5mm的电熔锆刚玉颗粒，与4.25wt%水玻璃混合搅拌均匀，通过模具预制成直径为15mm，高度为48mm（一端带有高度为8mm的圆锥形芯头）的圆柱状陶瓷块1，所述陶瓷块成型后在275℃的环境中烘干1.5h，再经850℃烧结15min后随炉冷却，完全冷却后脱模待用。采用树脂砂造型，将预制成型后的圆柱状陶瓷块均匀的布置在型腔的底部，陶瓷块之间间隔15mm，与型腔四壁间隔20mm，在陶瓷块的上方放置钢丝网3，钢丝网的上端均布两只弹簧4，弹簧的上端面与下箱砂型的上端面平齐，在下箱砂型的上端开设两个内浇口，内浇口位于砂型的同一侧，避免铁水流动时对陶瓷预制块产生较大的冲击。基体2采用含c量为2.5wt%，含cr量为20wt%的高铬铸铁，熔炼后进行浇注，浇注前砂型预热至200℃，铁水的浇注温度为1505℃。铸件经清砂打磨后，进行热处理，热处理工艺为900℃×3h-空冷-220℃×4h-空冷；热处理后硬度为hrc55-60。

采用砂轮对热处理后的复合衬板和普通衬板进行磨损性能对比，发现在相同压力（15kg）下30min磨损，复合衬板的磨损量仅为普通衬板磨损量的33%。本实施方式为最佳方式。

实施例3

选用粒度为3mm的电熔锆刚玉颗粒，与4.5wt%水玻璃混合搅拌均匀，通过模具预制成直径为15mm，高度为48mm（一端带有高度为8mm的圆锥形芯头）的圆柱状陶瓷块1，所述陶瓷块成型后在300℃的环境中烘干1h，再经900℃烧结15min后随炉冷却，完全冷却后脱模待用。采用树脂砂造型，将预制成型后的圆柱状陶瓷块均匀的布置在型腔的底部，陶瓷块之间间隔15mm，与型腔四壁间隔20mm，在陶瓷块的上方放置钢丝网3，钢丝网的上端均布两只弹簧4，弹簧的上端面与下箱砂型的上端面平齐，在下箱砂型的上端开设两个内浇口5，内浇口位于砂型的同一侧，避免铁水流动时对陶瓷预制块产生较大的冲击。基体2采用含c量为3.3wt%，含cr量为23wt%(即质量百分比)的高铬铸铁，熔炼后进行浇注，浇注前砂型预热至200℃，铁水的浇注温度为1530℃。铸件经清砂打磨后，进行热处理，热处理工艺为1000℃×4h-空冷-250℃×5h-空冷。热处理后硬度为hrc55-60。

采用砂轮对热处理后的复合衬板和普通衬板进行磨损性能对比，发现在相同压力（15kg）下30min磨损，复合衬板的磨损量仅为普通衬板磨损量的34%。

所述陶瓷块1朝向钢丝网3的一端设有圆锥形芯头6，将芯头放置在钢丝网内，用于陶瓷块可靠定位。

所述陶瓷块的另一端在周向上设有均布设置的嵌槽7，相邻陶瓷块的嵌槽内设有陶瓷杆8；通过设置陶瓷杆，用于定位相邻陶瓷块，在铁水浇注时，避免陶瓷块窜位，定位可靠。

还包括若干u形陶瓷座9，所述陶瓷块朝向钢丝网的一端设有圆锥形芯头6，另一端中间设有凹槽10，所述陶瓷座的水平段连接在成排设置的陶瓷块的凹槽内，所述陶瓷座9的水平段平行于两个内浇口5之间的直线。先通过将芯头设置在铁丝网内，再通过设置陶瓷座，用于固定成排设置的陶瓷块，使得在铁水浇注时，陶瓷块可靠定位。