一种耐磨立磨衬板及增材制造方法与流程

本发明属于水泥立磨衬板技术领域，具体涉及一种耐磨立磨衬板及增材制造方法。

背景技术：

大型立磨设备使用范围很广，如电厂、化肥厂、水泥厂等，立磨设备尤其是筒体容易产生磨损，磨损的原因比较复杂，既有粗颗粒物料滑动造成的磨粒磨损，也有由高浓度含尘气体高速冲刷造成的风蚀磨损，还有由粗颗粒物料甚至磨机破碎的研磨体等异物高速撞击所造成的冲击磨损，特别是磨盘以上2m内区域，不但冲刷严重，而且有大块颗粒物料撞击，导致该处磨损速度快，损耗严重。由于上述原因，使得立磨筒体设备的防磨也就成为保证生产正常运转，产生经济效益的关键。目前各个厂家立磨筒体设备防磨方法采用钢板堆焊、高铬铸铁板、高锰钢等作为衬板。

然而，现有技术中，使用的高锰钢铸件作为衬板时，大都不经切削加工，成形零件后即装配使用，该种加工方式大大影响了铸件的尺寸精度和用户的使用安装，有的成形零件还可能由于尺寸相差较大导致直接报废。此外，高锰钢衬板的耐磨性也相对较差，导致其使用寿命相对交低，平均使用寿命只有3~4个月。

衬板作为影响水泥立磨机使用状况的两个主要构件，必须有良好的耐磨性和良好的强韧性，以保衬板服役过程中不断裂、不滑沟和具有较长的使用寿命。衬板耐磨性较差时，衬板表面非常容易出现不均匀磨损，衬板出现沟槽，此时衬板就需要被更换。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种耐磨立磨衬板，旨在解决现有技术中衬板耐磨性差，使用寿命短的问题。

本发明提供一种耐磨立磨衬板，包括衬板，所述衬板上设置有若干孔结构，所述孔结构内填充有合金耐磨材料，所述填充的合金耐磨材料与所述孔结构的形状相契合。

进一步地，所述填充有合金耐磨材料的孔结构均匀分布在所述衬板的工作表面内。

进一步地，所述孔结构为圆柱形、长方体形或六棱柱形。

进一步地，所述孔结构的深径比为（0.5~1）：1。

进一步地，所述填充有合金耐磨材料的孔结构每七个呈六角梅花状均匀分布在所述衬板的工作表面内。

进一步地，所述孔结构呈六角梅花状分布时，所述中心孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm，边孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm。

进一步地，所述合金耐磨材料为金属陶瓷型硬质合金。

本发明还提供了所述耐磨立磨衬板的增材制造方法，包括如下步骤：

101.铸造带有孔结构的金属基衬板；

102.热处理，将步骤101中的金属基衬板按如下条件进行热处理：以1~1.5℃/min的升温速率，随炉升温至650℃保温1h，继续以2.5℃/min的升温速率快速升温至1050℃保温2h，以30℃/s的冷却速率水冷至常温；

103.对经步骤102处理后的金属基衬板中的孔结构进行激光沉积填充合金耐磨材料，其中，激光沉积制造的条件如下：所述激光光斑直径为2mm-7mm，激光功率为2kw-4kw，激光扫描速度4mm/s-20mm/s，激光搭接率为30%-70%，切片层厚为0.4mm-1.4mm，经激光沉积制造制备得到所述耐磨立磨衬板。

进一步地，所述孔结构的深径比为（0.5~1）：1。

进一步地，所述孔结构呈梅花状分布，中心孔与边孔，或边孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm。

采用以上耐磨立磨衬板，使得本发明具有如下效果：

（1）本发明所述耐磨立磨衬板，通过在衬板上设置若干孔结构，在所述孔结构内填充合金耐磨材料，所述填充的合金耐磨材料与所述孔结构的形状相契合，使得合金耐磨材料与所述孔结构成为一体结构，该结构的设置大大提高了立磨衬板或磨辊的使用寿命长，与现有衬板的寿命相比，可延长2~3倍。

（2）本发明所述耐磨立磨衬板，进一步，限定所述填充有合金耐磨材料的孔结构均匀分布在所述衬板的工作表面内时，可以进一步加强耐磨衬板的耐磨性；尤其是所述填充有合金耐磨材料的孔结构每七个呈六角梅花状均匀分布在所述衬板的工作表面内，该结构的设置使得耐磨材料结构与衬板本体结构配合恰当，可以大大提高衬板的耐磨性能；进一步地，本发明还限定孔结构梅花状分布时，所述中心孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm，边孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm，该结构的设置大大优化了“床”韧“牙”硬的特点，从而使本发明所述耐磨立磨衬板的使用寿命可以长达12个月以上，可以带来可观的经济效益。

（3）进一步地，本发明所述耐磨立磨衬板，进一步，限定所述孔结构为圆柱形或六棱柱形，该结构的设置可以使得衬板及时磨损到不能继续使用的时候，也不会出现脱落，从而导致其它严重后果的现象，具有使用寿命长，使用过程安全度高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明所述耐磨立磨衬板的工作面示意图；

图2是本发明所述耐磨立磨衬板的截面示意图；

图3是本发明所述耐磨立磨衬板的使用状态示意图；

图4是本发明所述耐磨立磨衬板的制备工艺流程图。

附图标记：

1.衬板；2.孔结构；3.磨辊。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图2所示，本发明提供一种耐磨立磨衬板，包括衬板1，所述衬板1上设置有若干孔结构2，所述孔结构2内填充有合金耐磨材料，所述填充的合金耐磨材料与所述孔结构的形状相契合，通过在衬板上设置若干孔结构，在所述孔结构内填充合金耐磨材料，使得合金耐磨材料与所述孔结构成为一体结构，该结构的设置大大提高了立磨衬板或磨辊的使用寿命，与现有衬板的寿命相比，可延长2~3倍。

优选地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述填充有合金耐磨材料的孔结构均匀分布在所述衬板的工作表面内。进一步优选，所述填充有合金耐磨材料的孔结构每七个呈六角梅花状均匀分布在所述衬板的工作表面内，该结构的设置使得耐磨材料结构与衬板本体结构配合恰当，可以大大提高衬板的耐磨性能；进一步地，所述孔结构呈六角梅花状分布时，所述中心孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm，边孔与边孔之间的最小壁厚不小于10mm。该结构的设置大大优化了“床”韧“牙”硬的特点，从而使本发明所述耐磨立磨衬板的使用寿命可以长达12个月以上，可以带来可观的经济效益。

优选地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述孔结构为圆柱形、长方体形或六棱柱形；进一步地，所述孔结构的内壁上还设置有环形凸起；进一步地，所述孔结构的深径比为（0.5~1）：1，也就是当孔结构为圆柱形时，圆柱形的高度与直径之比为（0.5~1）：1；当孔结构为长方体形为，长方体形的高与长之比为（0.5~1）：1，高与宽之比为（0.5~1）：1；当孔结构为六棱柱形时，六棱柱形的高与边长之比为（0.5~1）：1。限定深径比可以在保证产品耐磨性的前提下便于产品的加工成型。

本发明中所述合金耐磨材料优选为金属陶瓷型硬质合金。所述金属陶瓷型硬质合金为高熔点、高硬度的wc、t10、cr2o3、sic、tic、b4c、cbn等金属碳化物粉末和粘结剂co、ni等混合，经激光3d打印烧结而成的一种粉末冶金材料。本发明中所述金属陶瓷型硬质合金选择现有技术中常用的金属陶瓷型硬质合金，

本发明所述耐磨立磨衬板，在使用时，具体使用过程如下：

按照图3所示将12块立磨衬板1排列安装于大型立磨中形成磨盘，启动设备放入磨辊3，加入碾压粉料，进行研磨分离出成品。

进一步地，本发明所述耐磨立磨衬板的具体制造工艺过程如下：

101.铸造带有孔结构的金属基衬板；

102.热处理，将步骤101中的金属基衬板按如下条件进行热处理：以1~1.5℃/min的升温速率，随炉升温至650℃保温1h，继续以2.5℃/min的升温速率快速升温至1050℃保温2h，以30℃/s的冷却速率水冷至常温；

103.对经步骤102处理后的金属基衬板中的孔结构进行激光沉积填充合金耐磨材料，其中，激光沉积制造的条件如下：所述激光光斑直径为2mm-7mm，激光功率为2kw-4kw，激光扫描速度4mm/s-20mm/s，激光搭接率为30%-70%，切片层厚为0.4mm-1.4mm，经激光沉积制造制备得到所述耐磨立磨衬板。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。