本发明涉及一种挤压辊的制备方法，属于金属基复合材料领域。
背景技术：
辊压机作为一种高效节能的粉碎设备已经在水泥建材等行业得到广泛应用，随着辊压机技术的发展，其在矿山破碎粉磨作业中得到应用。辊压机能使粉碎系统生产效率提高30％-400％，能耗降低20％-30％。辊压机工作时，两个相向运动的挤压辊在液压系统的作用下，产生巨大挤压力，将物料粉碎。辊面此时需承50-300mpa的压力，与物料产生强烈的摩擦，并受到物料的冲击力，辊面极易磨损。目前辊压机挤压辊辊面主要有表面堆焊(主要应用于水泥等脆性矿)、六面形粉末冶金辊面、镶嵌粉末冶金耐磨柱钉辊面。近年来，随着国家发展迅速，对矿物等原材料需求日益增强，挤压辊的消耗量逐年上升。但传统的挤压辊，因其使用寿命短，制造工艺难度大，成本高，修复时间长，修复成本高、难以大型化等问题，难以满足现在市场的需要。为了解决现实所面临的问题，一种耐磨金属陶瓷挤压辊随之产生。利用金属材料的高韧性来提高抗冲击和抗剪切力，复合材料区的陶瓷颗粒为抗磨介质。此种挤压辊耐磨性、耐压力和耐冲击性能好，且具有一定耐高温性能，适用于更严酷的工况条件。
现有技术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。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种挤压辊的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将陶瓷颗粒、粘结剂、合金粉末充分混合，填充到模具中得到具有蜂窝结构陶瓷预制体，将预制体预热烘干后，拼接成所需辊套形状，放入砂型型腔中，然后预热型腔，浇注金属液(为耐磨金属，例如高铬铸铁、高锰钢、低合金耐磨铸钢、中合金耐磨铸钢等耐磨钢铁)进行复合，得到带有蜂窝孔的陶瓷-金属挤压辊辊套，最后对辊套上的蜂窝孔进行加工，使其达到所需精度。
(2)利用粉末冶金烧结工艺得到耐磨柱钉，耐磨柱钉的材质为硬质合金；把耐磨柱钉过通过盈配合装配到辊套上，再将辊套套在辊体的外面得到挤压辊。
优选的，本发明所述陶瓷颗粒、粘结剂、合金粉末的质量比为100:5-10:20-80，其中，陶瓷颗粒的粒径大小为200目～30目。
优选的，本发明所述合金粉末为铝粉、铁粉、硅粉、钨粉按任意比例混合得到。
优选的，本发明所述耐磨柱钉的成分为fe：40-50％，mn：5-10％，ni：2-5％，c：0.6-0.8％，其余为硬质颗粒。
优选的，本发明所述金属液为高铬铸铁、高锰钢、低合金耐磨铸钢、中合金耐磨铸钢的金属液。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述带有蜂窝孔的陶瓷金属挤压辊辊套，既保证了辊套强度，又大大提高了辊套的耐磨性，在给料粒度较大或给料有波动时，能很好的保护辊面，使辊面不易磨损，使辊套寿命提高，当辊套达到使用极限时，可以更换辊套，节约成本，降低了设备维修时间和周期。
(2)在挤压辊在工作时，辊面可以形成一层垫料层，起到保护辊面，减缓磨损的作用。另外当进铁等硬物或者压力过大等原因造成柱钉断裂或者脱落的情况下，可以通过快速更换耐磨柱钉来提高挤压辊的工作效率和使用寿命。
(3)本发明采用传统的重力浇注工艺，可根据实际生产确定所需复合层厚度和金属基体，简化了生产工艺及节约了生产成本；可以根据需要完成不同材料的辊套与耐磨柱钉的结合。
具体实施方式
下面结合实施实例，对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例
本实施例所述挤压辊的制备方法，具体包括以下步骤：
1)按陶瓷颗粒、粘结剂、合金粉末的质量比为100:10:50的比例将200目的锆刚玉陶瓷颗粒、水玻璃、合金粉末充分混合，在粘结剂的作用下，填充到模具型腔中成型得到具有蜂窝结构的陶瓷预制体，将预制体预热烘干后(900，℃保温30min)，拼接成所需辊套形状，放入砂型型腔中，然后预热型腔，在1520℃条件下浇注高锰钢熔融金属液进行复合，得到带有蜂窝孔的陶瓷-金属挤压辊辊套，最后对辊套上的蜂窝孔进行加工，使其达到所需精度；其中，合金粉末为铝粉、铁粉、硅粉、钨粉，其比例分别为5％、70％、2％、23％。
(2)利用粉末冶金烧结工艺得到耐磨柱钉，耐磨柱钉的材质为硬质合金(成分为fe：50％，mn：5％，ni：2％，c：0.8％，硬质颗粒wc：42.2％)；把耐磨柱钉过通过挤压的方式压入到陶瓷-高锰钢辊套的蜂窝孔中，再将辊套套在辊体的外面得到挤压辊。
本实施例所制备出的耐磨陶瓷颗粒-高锰钢基陶瓷复合材料挤压辊，其复合区中陶瓷颗粒所占体积分数可达60％，颗粒均匀分布在基体中，陶瓷颗粒与基体结合良好，辊面具有较高的硬度，耐磨性和韧性较好，可用于高压力高冲击下的各种矿物粉碎，可以用来粉碎粒度较大的矿石，具有较高的使用寿命，降低了成本，提高了效率。
以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。