專利名稱：耐磨復(fù)合輥、板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高應(yīng)力磨料磨損耐磨狀況卜.破碎、粉磨物料設(shè)備中的輥子或輥 板及其制備方法。
技術(shù)背景一般工礦行業(yè)，如建材水泥、冶金、礦山開采等行業(yè)，工業(yè)物料處理過程 使用普遍采用輥壓機、立磨、破碎機、磨機等機械和設(shè)備，破碎和粉磨過程中 存在大量金屬消耗，普通材料難以承受高工作應(yīng)力和磨料磨損，目前的解決方 法有高低合金配方的金屬鑄鍛造件直接或經(jīng)過熱處理后使用、金屬材料經(jīng)進口 或國產(chǎn)合金焊材堆焊預(yù)保護，但使用效果均不理想，甚至不能滿足工礦業(yè)設(shè)備的使用的最低要求使用壽命只有500 8000h，達不到磨損速度〈lmm/1000h的 要求；金屬消耗量大，使用成本高；更換頻率高，影響設(shè)備運轉(zhuǎn)率等，嚴重制 約工礦企業(yè)產(chǎn)能的發(fā)揮，直接經(jīng)濟效益受到影響。現(xiàn)有的研究中，為了增加金屬的耐磨性通常會在金屬表面增加陶瓷結(jié)構(gòu)層， 陶瓷結(jié)構(gòu)層與金屬結(jié)合的方法通常有粘接、離心燒結(jié)和真空融合等。如中國發(fā) 明專利01130196. 1和00119873.4中所述。然而，由于輥子或輥板工作在高應(yīng)力 的情況下，采用上述的方式符合陶瓷層不能滿足高應(yīng)力的要求，容易破碎損壞。 并且輥壓機中使用的輥子和輥板的尺寸巨大，采用上述的技術(shù)也不易將陶瓷層 復(fù)合在金屬基休上。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨性能好、使用壽命長的耐磨復(fù)合輥、板 及其制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種耐磨復(fù)合輥、板，包括輥、板的金屬基體，其特征在于在金屬基體 的工作層上覆蓋有多孔合金陶瓷骨架，金屬基體的工作面上的金屬與多孔合金 陶瓷骨架加熱后在融合在一起形成冶金結(jié)合的整體。一種制造上述耐磨復(fù)合輥、板的方法，其特征在于，該方法包含以下步驟a. 將多孔合金陶瓷骨架預(yù)置在金屬基體上的工作層，在150 80(TC的條件下預(yù)熱3 10小時；b. 將金屬基體加熱至1200 170(TC形成液態(tài)，采用離心或真空澆鑄工 藝與多孔合金陶瓷骨架融合，形成冶金結(jié)合的整體。優(yōu)選地，上述方法中使用的多孔陶瓷骨架的空隙率是15 85%。 優(yōu)選地，上述多孔合金陶瓷骨架估計為孔板、網(wǎng)板或泡沫板中的一種。 優(yōu)選地，在選用多孔合金陶瓷骨架中的合金材料時選用與基體金屬材料可 以相互融合的合金材料。本發(fā)明的有益效果是極大改善和提高復(fù)合工作層(面)整體的抗磨或耐 磨性和抗壓強度，使用壽命比現(xiàn)有鑄鍛造加熱處理或堆焊強化耐磨性的方法制 造的零部件提高了3 5倍，降低金屬消耗2倍以上；通過預(yù)制骨架的合理分布可 容易實現(xiàn)工作層硬質(zhì)相的任意體積比例，用以實現(xiàn)不同使用條件或工況下的理 想分布和比例，實現(xiàn)最佳的性能價格比；解決了顆粒直接滲透復(fù)合法制造過程 硬質(zhì)相分布不均和比例不易控制而難以保證質(zhì)量的難題。


圖l是本發(fā)明的耐磨復(fù)合輥子的側(cè)視圖。 圖2是孔板形的多孔合金陶瓷骨架示意圖。 圖3是網(wǎng)板形的多孔合金陶瓷骨架示意圖。 圖4是本發(fā)明的耐磨復(fù)合輥板的示意圖。其中，附圖標記l為金屬基體，2為工作層，3為多孔合金陶瓷骨架，4為 耐磨復(fù)合輥子，5為多孔合金陶瓷骨架，6為耐磨復(fù)合輥板。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明的具體實施例l，加工一個耐磨復(fù)合輥子4。優(yōu)選與基材相配的金屬或非金屬高硬度耐磨陶瓷合金，如WC、 Ag必,、SiC、 ZrC、 BeO、 CaO、 MgO、 TiC、 VC、 Si02、 Zr02、 Si化、BX、 NbC等，制成多孔合金 陶瓷骨架3，多孔合金陶瓷骨架3可以是孔板、網(wǎng)板或泡沫板等形式，如圖2、 3所示。其尺寸符合輥(板)的工作層外形和尺寸要求。最終形成的多孔合金陶瓷骨架3以滿足空隙率(體積比)15 85%、宏觀硬度服C73 115、顯微硬度 HV1100 4000、抗壓強度〉1000MPa的條件為佳。將形成的多孔合金陶瓷骨架3預(yù)置在金屬基體1上的工作層2，在150 80(TC 的條件下預(yù)熱3 10小時；然后將金屬基體1加熱至1200 170(TC形成液態(tài)，采 用通常的離心或真空澆鑄工藝融合，合金陶瓷骨架表面彌散溶解，形成冶金結(jié) 合的整體，提高改善基體合金成分比例，如圖l所示。同時，硬質(zhì)合金部分彌散 溶解，提高改善基體合金成分比例，形成的工作層厚度10 80mm，硬度達到HRC58 以上(可控)，抗壓強度〉1000MP。通過選擇多孔合金陶瓷骨架3種類和預(yù)制骨架的組合及合理分布可容易實 現(xiàn)工作層硬質(zhì)相的任意體積比例(10 65%)，用以實現(xiàn)不同使用條件或工況下 的理想分布和比例，實現(xiàn)最佳的性能價格比；由此解決了顆粒直接滲透復(fù)合法 制造過程硬質(zhì)相分布不均和比例不易控制而難以保證質(zhì)量的難題。本發(fā)明的具體實施例2，加工一個耐磨復(fù)合輥板6。與實施例1相似形成多孔合金陶瓷骨架5，然后將形成的多孔合金陶瓷骨架5 預(yù)置在耐磨復(fù)合輥板6金屬基體上的工作層，在150 80(TC的條件下預(yù)熱3 10 小時；然后將耐磨復(fù)合輥板6金屬基體加熱至1200 1700"C形成液態(tài)后，采用真 空澆鑄工藝的方式形成冶金結(jié)合的整體，耐磨復(fù)合板制成如圖4所示。在上述實施例中選用多孔合金陶瓷骨架5中的合金材料時應(yīng)優(yōu)先選用與基 體金屬材料可以相互融合的合金材料。上述的耐磨復(fù)合輥、板通過工業(yè)試用，其對比磨損速度減低到〈lmm/1000h， 使用壽命超過40000h，使用期內(nèi)無需更換，維護簡單，減少停機時間，運轉(zhuǎn)率 可以提高10個百分點。
權(quán)利要求
1.一種耐磨復(fù)合輥、板，包括輥、板的金屬基體，其特征在于在金屬基體的工作面上覆蓋有多孔合金陶瓷骨架，金屬基體的工作面上的金屬與多孔合金陶瓷骨架加熱后在融合在一起形成冶金結(jié)合的整體。
2. —種制造權(quán)利要求1所述的耐磨復(fù)合輥、板的方法，其特征在于，該方法包 含以下步驟a. 將多孔合金陶瓷骨架預(yù)置在金屬基體上的工作面層，在150 80(TC 的條件下預(yù)熱3 10小時；b. 將金屬基體加熱至1200 170(TC形成液態(tài)，采用離心或真空澆鑄工 藝與多孔合金陶瓷骨架融合，形成冶金結(jié)合的整體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造耐磨復(fù)合輥、板的方法，其特征在于，多孔陶瓷 骨架的空隙率是15 85%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造耐磨復(fù)合輥、板的方法，其特征在于，孔合金陶 瓷骨架估計為孔板、網(wǎng)板或泡沫板中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造耐磨復(fù)合輥、板的方法，其特征在于，多孔合金 陶瓷骨架中的合金材料與基體金屬合金材料可以相互融合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐磨復(fù)合輥、板及其制造方法，其裝置包括輥、板的金屬基體，在金屬基體的工作面上還覆蓋有多孔合金陶瓷骨架，金屬基體的工作面上的金屬與多孔合金陶瓷骨架加熱后在融合在一起形成冶金結(jié)合的整體。本發(fā)明的耐磨復(fù)合輥、板極大改善和提高復(fù)合工作層(面)整體的抗磨或耐磨性和抗壓強度，使用壽命比現(xiàn)有鑄鍛造加熱處理或堆焊強化耐磨性的方法制造的零部件提高了3～5倍，降低金屬消耗2倍以上，通過預(yù)制骨架的合理分布可容易實現(xiàn)最佳的性能價格比，并且解決了顆粒直接滲透復(fù)合法制造過程硬質(zhì)相分布不均和比例不易控制而難以保證質(zhì)量的難題。
文檔編號B22D19/16GK101239382SQ20081004495
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者何亞民, 徐智平, 勇 魏 申請人:成都利君科技有限責任公司