一种陶瓷金属复合材料挤压辊的制作方法

本实用新型涉及一种陶瓷金属复合材料挤压辊，属于金属基复合材料领域。

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。但是此方法的缺陷是，耐磨柱钉固定比较麻烦，辊套辊轴装配精度要求高，切柱钉易脱落，硬质合金圆柱磨损后不易更换，造成辊面整体报废。中国发明专利CN104084258A公开了一种多材料耦合结构的耐磨挤压辊，其方法是在辊体表面堆焊过多层多种合金，有效提高了挤压辊的耐磨性和使用寿命，但此发明的缺点表层金属疲劳性能差，工作过程中辊皮容易产生脱落，造成辊面报废，维修成本高，降低了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种陶瓷金属复合材料挤压辊，其包括辊轴和辊套，辊套由2个以上的复合材料耐磨块组成， 复合材料耐磨块包括金属基体层、金属陶瓷耐磨层，金属陶瓷耐磨层设置在金属基体层上，金属基体层两端分别设置有卡头和卡槽，一个复合材料耐磨块的卡头与另一个复合材料耐磨块的卡槽相配合，金属基体层内侧开有键槽，辊轴上设置有与键槽相配合的键，两个护边套装在辊轴上并位于辊套两侧。

所述金属陶瓷耐磨层由带六边形孔的金属陶瓷复合层和填充在孔中的六边形金属块组成。

所述陶瓷颗粒为氧化铝、碳化硅、碳化钨、氮化硼等常规细陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的大小为60~200 目。

所述金属基体可以选择高锰钢、高铬铸铁、低中合金钢耐磨铸钢铸铁等。

本实用新型相比整层复合结构而言，带六边形孔的蜂窝结构复合层具有更好的耐磨性能；蜂窝结构中的柱状金属区域耐磨性低在铸件磨损过程中最先收到磨损而逐渐凹陷，呈蜂窝状分布的陶瓷颗粒增强区则因具有较好的耐磨性而高于工作面从而产生微观阴影效应，阻碍金属的进一步磨损。同时，复合区域之间的金属基体具有较好的韧性，避免了挤压辊工作过程中复合层的整层剥落。同时此分体式挤压辊拆卸简单，维修方便，当挤压辊辊面某处产生破坏时，只需使用新的耐磨块将该处耐磨块替换即可，大大降低了维修成本，提高了生产效率。

本实用新型的特点和技术效果：

1、复合材料耐磨块可以根据实际工况需要选择增强颗粒与金属基体，以及耐磨块的尺寸大小，得到能满足不同工况的复合材料；

2、复合材料耐磨块的设计，便于在挤压辊某处工作面失效的情况下，通过更换该处耐磨块提高挤压辊的使用寿命，提高生产效率；

3、复合材料耐磨块的结构与传统挤压辊结构相比，降低了拆卸难度，降低了维修成本；

4、可以根据工况需要完成不同材料的辊轴和辊套的结合。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型复合材料耐磨块结构示意图；

图3是挤压辊俯视结构示意图；

图4是金属陶瓷复合层结构示意图；

图5是金属陶瓷耐磨层局部结构示意图；

图6是护边结构示意图；

图中：1-辊轴；2-辊套；3-金属基体层；4-金属陶瓷耐磨层；5-卡头；6-卡槽；7-键槽；8-键；9-护边；10-六边形孔；11-金属陶瓷复合层；12-六边形金属块；13-复合材料耐磨块。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型保护范围不局限于所述内容。

实施例1：如图1-5所示，本陶瓷金属复合材料挤压辊包括辊轴1和辊套2，辊套2由3个复合材料耐磨块13组成， 复合材料耐磨块13包括金属基体层3、金属陶瓷耐磨层4，金属陶瓷耐磨层4设置在金属基体层3上，金属基体层3两端分别设置有卡头5和卡槽6，一个复合材料耐磨块上的卡头与另一个复合材料耐磨块上的卡槽相配合，金属基体层3内侧开有键槽7，辊轴1上设置有与键槽相配合的键8，两个护边9套装在辊轴上并位于辊套2两侧；金属陶瓷耐磨层4由带六边形孔10的金属陶瓷复合层11和填充在孔中的六边形金属块12组成。

在工作过程中，当辊面某处磨损严重影响正常生产时即可将该处耐磨块更换，大大降低了维修成本，提高了生产效率。