一种耐磨复合衬板及其制备方法与流程

本发明涉及衬板加工领域，尤其涉及一种耐磨复合衬板及其制备方法。

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。采用预制耐磨陶瓷块进行浇注的，工序复杂，在磨损过程中经常因为与陶瓷向连接的金属先磨损而导致陶瓷块崩裂的现象，且陶瓷耐磨层磨损后需要整体报废，使用成本较高。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：

本发明针对以上问题，提供了一种方便加工，节省成本，拆装可靠的耐磨复合衬板及其制备方法。

本发明的技术方案为：包括高铬衬板主体和陶瓷耐磨层，所述陶瓷耐磨层内设有预制镶件，所述预制镶件上设有螺纹孔，所述高铬衬板主体上设有与螺纹孔中心线一致的连接孔，所述高铬衬板主体和预制镶件通过沉头螺栓连接，所述沉头螺栓位于连接孔和螺纹孔内。

所述预制镶件为上小下大的阶梯状圆柱体，所述预制镶件的底面与陶瓷耐磨层的底面平齐。

所述预制镶件的下部设有若干嵌杆，所述嵌杆伸出陶瓷耐磨层的底面，所述高铬衬板主体的顶面设有若干嵌槽，所述嵌杆与嵌槽一一对应，所述嵌杆适配地设在嵌槽内。

所述预制镶件具有至少两个。

一种耐磨复合衬板的制备方法，包括以下步骤：

1）陶瓷耐磨层制备：

1.1）利用树脂砂造型，在型腔内部放置预制镶件，镶件材质为45钢；

1.2）选用粒径18-25mm的耐磨陶瓷颗粒，加入0.5-1wt%ti粉，均匀地铺设在型腔内部，直至填满整个型腔；

1.3）将砂型预热至250-300℃，铁水加热至1480—1530℃进行浇注；

1.4）清砂打磨后，对陶瓷耐磨层进行热处理，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；

1.5）在预制镶件上钻削加工螺纹孔；

2）高铬衬板主体上预留连接孔；

3）采用沉头螺栓将高铬衬板主体和陶瓷耐磨层连接；

4）完成。

铁水为c含量为2.0-3.3wt%，cr含量为18-23wt%的耐磨铸铁。

步骤1.4）陶瓷耐磨层热处理后硬度为hrc55-60。

步骤1.4）中空冷处理后的温度为15-30℃。

本发明的有益效果为：耐磨复合衬板将陶瓷耐磨层和高铬衬板主体分开，通过沉头螺栓连接，方便拆装、更换；磨损后直接更换陶瓷耐磨层即可，使用和维护成本较低。陶瓷耐磨层在制备过程中，通过在型腔内设置预制镶件，填充耐磨陶瓷颗粒和ti粉，再浇入铁水成型，工艺简单方便，耐磨、可靠，提高了使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的优化实施方式的结构示意图；

图中1是高铬衬板主体，2是陶瓷耐磨层，20是耐磨陶瓷颗粒，3是预制镶件,4是沉头螺栓,5是嵌杆。

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1-2所示，包括高铬衬板主体1和陶瓷耐磨层2，所述陶瓷耐磨层内设有预制镶件3，所述预制镶件上设有螺纹孔，所述高铬衬板主体上设有与螺纹孔中心线一致的连接孔，所述高铬衬板主体和预制镶件通过沉头螺栓4连接，所述沉头螺栓位于连接孔和螺纹孔内。

所述预制镶件3为上小下大的阶梯状圆柱体，所述预制镶件的底面与陶瓷耐磨层的底面平齐，便于贴合高铬衬板主体，使得预制镶件与高铬衬板主体连接可靠。

所述预制镶件3的下部设有若干嵌杆5，所述嵌杆伸出陶瓷耐磨层的底面，所述高铬衬板主体的顶面设有若干嵌槽，所述嵌杆与嵌槽一一对应，所述嵌杆适配地设在嵌槽内；一方面，用于可靠定位；另一方面，提高两者的紧固性；嵌杆可设置成圆锥形，提高紧固性。

所述预制镶件3具有至少两个，沉头螺栓和预制镶件的数量相同,提高高铬衬板主体和陶瓷耐磨层连接的可靠性。

所述高铬衬板主体1和陶瓷耐磨层2之间的相对面还通过嵌合结构连接，嵌合结构为：高铬衬板主体1和陶瓷耐磨层2相对面上分别设有锯齿，通过锯齿嵌合，提高紧固性，避免两者错位。

一种耐磨复合衬板的制备方法，具有以下实施例：

实施例1

1）利用树脂砂造型，在型腔内部根据需要放置预制镶件3，镶件材质为45钢，以方便于后期钻削螺纹孔；2）选用粒径18mm的耐磨陶瓷颗粒20，加入0.5wt%ti粉，均匀的铺设在砂型型腔内部，直至填满整个型腔；3）将砂型预热至250℃，铁水加热至1480℃进行浇注；4）清砂打磨后，对陶瓷耐磨层进行热处理，热处理工艺为在温度800℃下,保温2h；空冷处理；在温度200℃下，保温3h；再空冷处理；5）在预制镶件上钻削加工螺纹孔；6）高铬衬板主体上预留连接孔；7）采用沉头螺栓将高铬衬板主体和陶瓷耐磨层连接；8）完成。

预制镶件3为上小下大的阶梯状圆柱体,提高预制镶件与耐磨陶瓷颗粒的接触面积,提高两者连接的紧固性。

铁水为c含量为2.0-3.3wt%，cr含量为18-23wt%耐磨铸铁。陶瓷耐磨层热处理后硬度为hrc55-60。空冷处理后的温度为15-30℃。

耐磨陶瓷颗粒如刚玉，加入ti粉，提高连接强度，同时，提高陶瓷耐磨层的耐磨性。

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%。

实施例2

1）利用树脂砂造型，在型腔内部根据需要放置预制镶件3，镶件材质为45钢，以方便于后期钻削螺纹孔；2）选用粒径20mm的耐磨陶瓷颗粒20，加入0.8wt%ti粉，均匀的铺设在砂型型腔内部，直至填满整个型腔；3）将砂型预热至275℃，铁水加热至1505℃进行浇注；4）清砂打磨后，对陶瓷耐磨层进行热处理，热处理工艺为在温度900℃下,保温3h；空冷处理；在温度220℃下，保温4h；再空冷处理；5）在预制镶件上钻削加工螺纹孔；6）高铬衬板主体上预留连接孔；7）采用沉头螺栓将高铬衬板主体和陶瓷耐磨层连接；8）完成。

铁水为c含量为2.0-3.3wt%，cr含量为18-23wt%耐磨铸铁。陶瓷耐磨层热处理后硬度为hrc55-60。空冷处理后的温度为15-30℃。

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35%。

实施例3

利用树脂砂造型，在型腔内部根据需要放置带法兰边的预制镶件（1.2），镶件材质为45钢，以方便于后期钻削螺纹孔；2）选用粒径25mm的耐磨陶瓷颗粒20，加入1wt%ti粉，均匀的铺设在砂型型腔内部，直至填满整个型腔；3）将砂型预热至300℃，铁水加热至1530℃进行浇注；4）清砂打磨后，对陶瓷耐磨层进行热处理，热处理工艺为在温度1000℃下,保温4h；空冷处理；在温度250℃下，保温5h；再空冷处理；5）在预制镶件上钻削加工螺纹孔；6）高铬衬板主体上预留连接孔；7）采用沉头螺栓将高铬衬板主体和陶瓷耐磨层连接；8）完成。

铁水为c含量为2.0-3.3wt%，cr含量为18-23wt%(即质量百分比)耐磨铸铁。陶瓷耐磨层热处理后硬度为hrc55-60。空冷处理后的温度为15-30℃。

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30%。