一种球磨机用涂层衬板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种球磨机用涂层衬板，其组分按重量百分比包括：碳：2.2-2.8％，铬：14-16％，铝：4.7-6.2％，镁：0.05-0.12％，锰：0.7-0.82％，硅：0.8-1.2％，钼：0.5-1.2％，氮：1.3-2.1％，氧：0.03-0.1％，硫：0.01-0.05％，磷：0.03-0.045％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明破碎率≤0.35％，硬度可达75HRC以上，冲击韧性可达8J/cm2以上。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及球磨机衬板【技术领域】，尤其涉及一种球磨机用涂层衬板。 一种球磨机用涂层衬板
【背景技术】
[0002] 球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。球磨机是将块状物料破碎成粉 状物料的机器，它在生产时球磨机筒体旋转，带动筒内的物料和钢球进行旋转形成落差撞 击运动。球磨机靠装在钢球和物料与筒体内的空心挡料圈衬板或实心挡料圈衬板撞击，以 及钢球、物料在旋转筒体内相互撞击摩擦作用将矿石等块状物料制成粉末，其中衬板可用 来保护筒体，是重要的基础零部件，尤其是精密工业衬板在国民经济发展中起着重要作用， 衬板使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨 体的运动状态，增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降 低金属消耗，目前国内球磨机工作对象多为水泥、煤炭、矿石、煤渣等，对球磨机使用时的衬 板破碎率、硬度及冲击韧性要求越来越高。
【发明内容】
[0003] 本发明提出了一种球磨机用涂层衬板具有良好的综合性能，其破碎率< 0. 35%， 硬度可达75HRC以上,冲击韧性可达8J/cm2以上。
[0004] 本发明提出的一种球磨机用涂层衬板，其组分按重量百分比包括：碳： 2. 2-2. 8%，铬：14-16%，铝：4· 7-6. 2%，镁：0· 05-0. 12%，锰：0· 7-0. 82%，硅：0· 8-1. 2%， 钥：0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量 为铁和不可避免的杂质；
[0005] 根据上述配比，按照如下工艺制备所述球磨机用涂层衬板：
[0006] S1、加料：在含有硅砂炉衬的加热炉内依次加入铬铁、钥铁、生铁、废钢和回炉料进 行熔化，加热温度为1320_1360°C ;
[0007] S2、脱氧：将加热炉内温度提高至1450-150(TC，然后加入锰铁和硅铁进行预脱氧 4-6min，然后加入铝进行终脱氧得到混合铁液；
[0008] S3、浇注：出炉，浇包中加入镁锭，混合铁液在浇包中降温至1300_1340°C进行浇 注，待金属型冒口凝固后开箱，冷却得到预成型衬板；
[0009] S4、热处理：将预成型衬板放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量 小于5 %，氩气流速为5-8L/min，将电炉温度升温至1200-1300°C，升温过程符合T = 159+lg(t-l)，T为温度，T单位为°(：, t为时间，t单位为min,保温3-5h后，将保温后的衬 板取出置于温度为160-200°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至260-320°C进行 保温，保温时间为120-140min，然后取出空气冷却至室温得到回火后衬板，所述硝酸盐溶液 为按摩尔份数将1-3份硝酸镁、2-6份硝酸钾和3-7份硝酸钠加入8-15份水中充分搅拌所 得；
[0010] S5、嗔涂涂层：利用等尚子嗔涂系统在回火后衬板表面嗔涂一层厚度为 102-105 μ m的纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为199-202 μ m陶瓷层 得到球磨机用涂层衬板，其中纯铝结合层的原料为粒径55-70 μ m的铝粉，陶瓷层的原料为 粒径45-55 μ m的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的质量比为8-12 :88-92,等离子喷 涂系统的参数如下：电流550-600A，电压为50V，氩气的流量为50-52L/min，氢气的流量为 25-26L/min，原料送粉率为 1. 6-1. 8kg/h。
[0011] 优选地，其组分按重量百分比包括：碳：2. 4%，铬：15%，铝：5. 3%，镁：0. 1%，锰： 0. 76%，硅：1%，钥：0. 8%，氮：1. 8%，氧：0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量为铁和不 可避免的杂质。
[0012] 优选地，在S4中，将预成型衬板放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量 为4. 3%，氩气流速为7L/min，将电炉温度升温至1280°C，升温过程符合T = 159+lg (t-Ι)， T为温度,Τ单位为°(：,1:为时间，t单位为min,保温4h后，将保温后的衬板取出置于温度为 180°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至290°C进行保温，保温时间为130min，然 后取出空气冷却至室温得到回火后衬板，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将2份硝酸镁、4份 硝酸钾和5份硝酸钠加入10份水中充分搅拌所得。
[0013] 在由铁矿石生产各种铁或铁合金时，由于铁矿中往往伴生有铜、磷、硫等金属或非 金属矿，导致最终的铁或铁合金中含有铜、磷、硫等元素以及难以避免的杂质。
[0014] 本发明通过调整组分，提高铬元素的含量并加入稀土元素，大幅提高本发明的 耐磨性能；在热处理中采用硝酸盐溶液进行等温淬火，先将温度升高，升温过程符合T = 20+lg(t_l)，预成型衬板升温速率先快后慢，先使预成型衬板的温度快速达到奥氏体温度 区，再降低预成型衬板的升温速率使预成型衬板中的奥氏体均匀分布，再利用硝酸盐溶液 的高比热容进行快速降温，使奥氏体转化成贝氏体，大幅度提高预成型衬板的韧性；采用等 离子喷涂的方法在回火后衬板表面喷涂纯铝结合层和A1 203/A1N陶瓷层，其中陶瓷层中的 A1203和A1N质量比为8-12 :88-92, A1203/A1N陶瓷层厚度为199-202 μ m，利用铝的氮化物 和氧化物提高衬板耐磨性能，满足实际使用过程中对衬板的要求，而A1203/A1N陶瓷层在衬 板表面形成致密的保护膜，显著提高耐热、耐腐蚀和耐氧化的性能；经试验得出，本发明的 其破碎率< 0. 35%，硬度可达75HRC以上，冲击韧性可达8J/cm2以上。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1
[0016] 本发明提出的一种球磨机用涂层衬板，其组分按重量百分比包括：碳：2. 2%，铬： 16%，铝：4.7%，镁：0.12%，锰：0.7%，硅：1.2%，钥 ：0.5%，氮：2.1%，氧：0.03%，硫： 0. 05%，磷：0. 03%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0017] 根据上述配比，按照如下工艺制备所述球磨机用涂层衬板：
[0018] S1、加料：在含有硅砂炉衬的加热炉内依次加入铬铁、钥铁、生铁、废钢和回炉料进 行熔化，加热温度为1360°C ;
[0019] S2、脱氧：将加热炉内温度提高至1450°C，然后加入锰铁和硅铁进行预脱氧6min， 然后加入铝进行终脱氧得到混合铁液；
[0020] S3、浇注：出炉，浇包中加入镁锭，混合铁液在浇包中降温至1300°C进行浇注，待 金属型冒口凝固后开箱，冷却得到预成型衬板；
[0021] S4、热处理：将预成型衬板放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量为 4. 8%，氩气流速为5L/min，将电炉温度升温至1300°C，升温过程符合T = 159+lg (t-1)，T 为温度，T单位为°(：, t为时间，t单位为min,保温3h后，将保温后的衬板取出置于温度为 200°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至260°C进行保温，保温时间为140min，然 后取出空气冷却至室温得到回火后衬板，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将1份硝酸镁、6份 硝酸钾和3份硝酸钠加入15份水中充分搅拌所得；
[0022] S5、嗔涂涂层：利用等尚子嗔涂系统在回火后衬板表面嗔涂一层厚度为102μηι的 纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为202 μ m陶瓷层得到球磨机用涂层 衬板，其中纯铝结合层的原料为粒径55-70 μ m的铝粉，陶瓷层的原料为粒径45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的质量比为8 :92,等离子喷涂系统的参数如下：电流 550A，电压为50V，氩气的流量为52L/min，氢气的流量为25L/min，原料送粉率为1. 8kg/h。
[0023] 实施例2
[0024] 本发明提出的一种球磨机用涂层衬板，其组分按重量百分比包括：碳：2. 8%，铬： 14%，铝：6.2%，镁：0.05%，锰：0.82%，硅 ：0.8%，钥：1.2%，氮：1.3%，氧：0.1%，硫： 0. 01%，磷：0. 045%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0025] 根据上述配比，按照如下工艺制备所述球磨机用涂层衬板：
[0026] S1、加料：在含有硅砂炉衬的加热炉内依次加入铬铁、钥铁、生铁、废钢和回炉料进 行熔化，加热温度为1320°C ;
[0027] S2、脱氧：将加热炉内温度提高至1500°C，然后加入锰铁和硅铁进行预脱氧4min， 然后加入铝进行终脱氧得到混合铁液；
[0028] S3、浇注：出炉，浇包中加入镁锭，混合铁液在浇包中降温至1340°C进行浇注，待 金属型冒口凝固后开箱，冷却得到预成型衬板；
[0029] S4、热处理：将预成型衬板放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量为 4%，氩气流速为8L/min，将电炉温度升温至1200°C，升温过程符合T = 159+lg(t-l)，T为 温度，T单位为°(：, t为时间，t单位为min,保温5h后，将保温后的衬板取出置于温度为 160°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至320°C进行保温，保温时间为120min，然 后取出空气冷却至室温得到回火后衬板，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将3份硝酸镁、2份 硝酸钾和7份硝酸钠加入8份水中充分搅拌所得；
[0030] S5、嗔涂涂层：利用等尚子嗔涂系统在回火后衬板表面嗔涂一层厚度为105μηι的 纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为199 μ m陶瓷层得到球磨机用涂层 衬板，其中纯铝结合层的原料为粒径55-70 μ m的铝粉，陶瓷层的原料为粒径45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的质量比为12 :88,等离子喷涂系统的参数如下：电流 600A，电压为50V，氩气的流量为50L/min，氢气的流量为26L/min，原料送粉率为1. 6kg/h。
[0031] 实施例3
[0032] 本发明提出的一种球磨机用涂层衬板，其组分按重量百分比包括：碳：2. 4%， 铬：15%，铝：5· 3%，镁：0· 1%，锰：0· 76%，硅：1%，钥：0· 8%，氮：1· 8%，氧：0· 08%，硫： 0. 02%，磷：0. 04%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0033] 根据上述配比，按照如下工艺制备所述球磨机用涂层衬板：
[0034] S1、加料：在含有硅砂炉衬的加热炉内依次加入铬铁、钥铁、生铁、废钢和回炉料进
【权利要求】
1. 一种球磨机用涂层衬板，其特征在于，其组分按重量百分比包括：碳：2. 2-2. 8%， 铬：14-16 %，铝：4· 7-6. 2 %，镁：0· 05-0. 12 %，锰：0· 7-0. 82 %，硅：0· 8-1. 2 %，钥： 0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量为铁 和不可避免的杂质； 根据上述配比，按照如下工艺制备所述球磨机用涂层衬板： 51、 加料：在含有硅砂炉衬的加热炉内依次加入铬铁、钥铁、生铁、废钢和回炉料进行熔 化，加热温度为1320-1360°C ; 52、 脱氧：将加热炉内温度提高至1450-150(TC，然后加入锰铁和硅铁进行预脱氧 4-6min，然后加入铝进行终脱氧得到混合铁液； 53、 浇注：出炉，浇包中加入镁锭，混合铁液在浇包中降温至1300-1340°C进行浇注，待 金属型冒口凝固后开箱，冷却得到预成型衬板； 54、 热处理：将预成型衬板放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5%， 氩气流速为5-8L/min，将电炉温度升温至1200-1300°C，升温过程符合T = 159+lg(t-l)，T 为温度，T单位为°(：, t为时间，t单位为min,保温3-5h后，将保温后的衬板取出置于温度 为160-200°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至260-320°C进行保温，保温时间为 120-140min，然后取出空气冷却至室温得到回火后衬板，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将 1-3份硝酸镁、2-6份硝酸钾和3-7份硝酸钠加入8-15份水中充分搅拌所得； 55、 喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在回火后衬板表面喷涂一层厚度为102-105μπι的 纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为199-202 μ m陶瓷层得到球磨机用 涂层衬板，其中纯铝结合层的原料为粒径55-70 μ m的铝粉，陶瓷层的原料为粒径45-55 μ m 的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的质量比为8-12 :88-92,等离子喷涂系统的参数 如下：电流550-600A，电压为50V，氩气的流量为50-52L/min，氢气的流量为25-26L/min，原 料送粉率为1. 6-L 8kg/h。
2. 根据权利要求1所述的球磨机用涂层衬板，其特征在于，其组分按重量百分比包括： 碳：2· 4%，铬：15%，铝：5· 3%，镁：0· 1%，锰：0· 76%，硅：1%，钥：0· 8%，氮：1· 8%，氧： 0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量为铁和不可避免的杂质。
3. 根据权利要求1或2所述的球磨机用涂层衬板，其特征在于，在S4中，将预成型衬板 放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量为4. 3%，氩气流速为7L/min，将电炉温度 升温至1280°C，升温过程符合
，T为温度，T单位为°C，t为时间，t单位为 min，保温4h后，将保温后的衬板取出置于温度为180°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的 温度升至290°C进行保温，保温时间为130min，然后取出空气冷却至室温得到回火后衬板， 所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将2份硝酸镁、4份硝酸钾和5份硝酸钠加入10份水中充分 搅拌所得。
【文档编号】C22C38/60GK104084272SQ201410271228
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】金太军 申请人:宁国市鑫煌矿冶配件制造有限公司