专利名称：纳米金属网－聚氨酯弹性体复合耐磨衬板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一般破碎、研磨、输送、浮选、粉碎领域的机械，特别涉及一种上述领域机械的金属纳米网-聚氨酯弹性体复合耐磨衬板。
冶金、矿山、电力、建材、耐火材料、能源等工业行业广泛应用的破碎、制粉、浮选、输送等机械上的衬板是主要的磨损件。目前，能制作衬板的材料主要有三大系列(1)锰钢系列——只有在高负荷、高冲击的磨损条件下，其耐磨性才能得到充分的发挥；(2)多元低合金钢系列——基体组织的硬度在HV500～1000范围内变化，比起渗碳体和特殊碳化物的硬度要低；(3)铬系白口铸铁——耐磨、耐热、耐蚀性能好，但其韧性低容易断裂。单一材质很难满足各种工况的要求的，耐磨衬板的研究重点应放在超硬材料或具有很高耐磨性材料与高韧性钢或非金属材料(无机或有机)的复合上，只有这样，材料才能最大限度地发挥各自的优势，才能适应各种工况、各种规格类型机械耐磨衬板对材质的要求。
纳米材料的意义在于几乎所有的材料一旦实现纳米化，其性质均具有一系列超常的行为和现象晶粒为50nm的Cu块体材料，其硬度比粗晶Cu提高五倍；高强度金属间化合物(Fe28Al2Cr)纳米化后，在压缩过程中可连续形变而不断裂；TiO2和ZrO2纳米陶瓷在室温下应变速率敏感度比粗晶陶瓷高一倍以上；退火中碳钢、多元低合金钢、共析钢经过纳米化后的硬度可达Hv800～1000；由此可见晶粒的纳米化为脆性材料增韧、韧性材料增强这一难题的解决带来了曙光。
本实用新型的目的在于开发一种纳米金属网-聚氨酯弹性体复合耐磨衬板系列产品。该产品既具有纳米金属材料的高强度、高硬度、高耐磨性和一定的韧性，又有聚氨酯弹性体的弹性、可成型性和耐磨性。该实用新型可满足各种工况、各种规格类型机械对耐磨衬板的要求。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的纳米金属网-聚氨酯弹性体复合耐磨衬板是由纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)两部分复合组成。纳米金属网(1)合注在聚氨酯弹性体(2)内部，纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)复合成一体。
本实用新型纳米金属网(1)由纳米金属丝或纳米金属条编织而成。
本实用新型的复合衬板内的金属网(1)的层数根据工况确定。
本实用新型纳米金属网(1)所占整个复合耐磨衬板总体积的65～95％。
本实用新型纳米金属网(1)可采用低碳钢、中碳钢、高碳钢纳米丝或纳米条制作，也可采用低碳合金钢、中碳合金钢、高碳合金钢纳米丝或纳米条制作，还可采用锰钢亚稳材料、不锈钢亚稳材料、形状记忆合金纳米丝或纳米条制作。
本实用新型的聚氨酯弹性体(2)可采用系列聚氨酯浇注胶，特别是Adiprene-1型聚氨酯浇注胶，还可采用其它橡胶和塑料浇注胶或固化体。
本实用新型具有以下优点1、纳米金属网既具有高强度、高硬度、高耐磨性又有较高的韧性，是复合材料中很优良的硬质点，在磨损过程中既起到抗磨作用而在重负荷条件下不至于断裂。
2、采用系列聚氨酯浇注胶，特别是Adiprene-1型聚氨酯浇注胶，它不仅仅起到成型、粘结作用，同时具有高耐磨性、高抗水性、高减震性。
3、采用纳米丝或纳米条编织的纳米金属网和系列聚氨酯浇注胶，特别是Adiprene-1型的聚氨酯浇注胶进行复合，工艺参数可控性强，成品率高，质量稳定；生产效率高可进行大批量、连续生产；劳动强度低。
4、本实用新型制作的纳米金属网-聚氨酯弹性体复合整体衬板的寿命高，其耐磨性能为一般钢材的8～10倍，是高锰钢的4～6倍。
5、系列聚氨酯浇注胶，特别是Adiprene-1型的聚氨酯浇注胶的强度和韧性确保了使用过程中不会发生断裂或被拉断现象，同时纳米金属丝以网状的形式进行复合，具有更高的吸收冲击能量的作用，因此使用安全性能高。
6、性能价格比高。纳米金属网在复合衬板中所占比例为65～95％，价格昂贵的聚氨酯弹性体的使用量较少，而纳米金属丝的生产采用特殊工艺成本比较低，只比原始金属的成本提高20％左右，因此复合衬板的总体成本较低。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明
图1是实施例1正视结构示意图；图2是实施例1俯视结构示意图3是实施例2正视结构示意图；图4是实施例2俯视结构示意图。
本实用新型的纳米金属网1中的纳米丝可选择低碳钢、中碳钢、高碳钢纳米丝，低碳合金钢、中碳合金钢、高碳合金钢纳米丝，锰钢亚稳材料、不锈钢亚稳材料、形状记忆合金纳米丝等；聚氨酯弹性体2，可选择聚氨酯浇注胶，如Adiprene-1型的聚氨酯浇注胶，还可选择其它耐磨性强、粘结性强、耐水性强的橡胶和塑料浇注胶或固化体来进行复合。
本实用新型的具体制作过程如下根据不同工况需要，制备不同成分的纳米金属网1并进行表面处理；根据衬板的规格尺寸制备复合衬板模具；将纳米金属网紧密拼合为数层，并按照一定要求放置在模具腔中；配置制备聚氨酯原料并加压浇注，然后进行固化；制备出接合较好的纳米金属丝网-聚氨酯弹性体复合耐磨衬板。
实施例2参见图3和图4。本实用新型是由纳米金属网1和聚氨酯弹性体2两部分复合组成。纳米金属网1由厚度为0.01～10mm、宽度随衬板结构确定的纳米金属条编织而成。该实用新型以纳米金属网1为主体，合注在聚氨酯弹性体中，聚氨酯弹性体作为基体。本实用新型可以根据不同工况要求，制作出合注不同成分的、不同规格大小的纳米金属网。本实用新型复合衬板中的纳米金属网的含量占整个衬板体积的65～95％，其比例根据工况的不同、衬板结构的不同、纳米金属条宽窄、薄厚来调整。
实施例2所使用的材料及具体制作过程同实施例1。
权利要求1.一种纳米金属网-聚氨酯弹性体复合耐磨衬板，其特征在于它由纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)两部分复合组成，纳米金属网(1)合注在聚氨酯弹性体(2)内部，纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)复合成一体。
2.根据权利要求1所述的复合耐磨衬板，其特征在于纳米金属网(1)由纳米金属丝或纳米金属条编织而成。
3.根据权利要求1所述的复合耐磨衬板，其特征在于该复合衬板内的金属网(1)的层数根据工况确定。
4.根据权利要求1所述的复合耐磨衬板，其特征在于纳米金属网(1)所占整个复合耐磨衬板总体积的65～95％。
5.根据权利要求1所属的复合耐磨衬板，其特征在于纳米金属网(1)可采用低碳钢、中碳钢、高碳钢纳米丝或纳米条制作；也可采用低碳合金钢、中碳合金钢、高碳合金钢纳米丝或纳米条制作，还可采用锰钢亚稳材料、不锈钢亚稳材料、形状记忆合金纳米丝或纳米条制作。
6.根据权利要求1所述的复合耐磨衬板，其特征在于聚氨酯弹性体(2)可采用系列聚氨酯浇注胶，特别是Adiprene-1型聚氨酯浇注胶，还可采用其它橡胶和塑料浇注胶或固化体。
专利摘要本实用新型公开了一种纳米金属网－聚氨酯弹性体复合耐磨衬板，它由纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)两部分复合组成。纳米金属网(1)合注在聚氨酯弹性体(2)内部，纳米金属网(1)和聚氨酯弹性体(2)复合成一体。本实用新型的优点是既具有纳米金属材料的高强度、高硬度、高耐磨性和一定的韧性，又有聚氨酯弹性体的弹性、可成型性和耐磨性。其耐磨性为一般钢材的8～10倍。
文档编号B29C44/32GK2451317SQ0022698
公开日2001年10月3日 申请日期2000年11月13日 优先权日2000年11月13日
发明者许云华, 王永平 申请人:西安建筑科技大学