一种ZGM型可修复金属陶瓷复合磨辊及制造方法与流程

本发明涉及新材料领域，特别涉及一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊及制造方法。

背景技术：

磨煤机是火力发电厂的重要设备之一，磨辊和衬板是磨煤机的关键核心部件，其质量的优劣，特别是耐磨性能直接影响到制粉效率、煤粉质量、磨辊消耗和生产成本。在制粉工况条件下，以往任何磨辊材料都会有较为严重的磨损，当磨损达到某一限度后，磨辊外圆过小即报废。目前，国内外都在大力研究磨辊制备工艺，如复合铸造、离心铸造及堆焊等，其目的就是制造一种新的复合磨辊，使磨辊基体与工作面均能满足于磨煤时的抗冲击、耐磨损等性能要求。但是现存磨辊结构和工艺，存在开裂、脱落，以及不可修复等缺陷，造成使用寿命和成本较高，且磨煤效果较差，如马科托公司一次浇铸成型磨辊，成本昂贵，且不可修复；印度vega二次浇铸成型磨辊，容易破碎，甚至导致耐磨件脱落。

基于以上问题，本专利提供一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，针对zgm型磨辊的曲面修复难度大、成本高等问题，实现该类型的高耐磨和可修复性，解决磨煤机生产过程中，磨辊易损坏、更换困难等问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊及制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。

技术方案：本发明所述的一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊，包括基体，多个陶瓷复合磨辊辊皮，卡块和多个加固件，所述基体的外基面上装配有多个相互拼接的陶瓷复合磨辊辊皮，所述陶瓷复合磨辊辊皮的内侧设有卡槽，所述基体内侧面上设有环向分布的若干通孔，所述加固件的一端通过卡槽与陶瓷复合磨辊辊皮卡接，所述加固件的另一端穿过通孔通过螺母固定连接，其中一个所述陶瓷复合磨辊辊皮的侧部设有卡块。

进一步的，所述基体和卡块采用普通铸钢制造而成。

进一步的，所述陶瓷复合磨辊辊皮采用24-36块。

进一步的，所述通孔位置与所述陶瓷复合磨辊辊皮位置一一对应。

进一步的，多个通孔位置对应一个陶瓷复合磨辊辊皮位置。

进一步的，所述卡槽采用“t”型槽结构。

本发明还公开了上述一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入200-300℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（3）通过热处理，使单块陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到59-62hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，制备出要求尺寸与形状；

（4）浇铸图纸设计的基体和卡块，并机械加工，满足配合要求；

（5）将加固件插入基体的孔内，在内弧面以螺母固定；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次从基体卡块缺口处放入凹槽内，并且使固定件与其t形槽实现配合状态，在最后一块陶瓷复合磨辊辊皮放入后，将卡块放入基体缺口，通过焊接方法，进行完全定位；

（7）最后通过旋紧螺母，使加固件对陶瓷复合磨辊辊皮加载，实现夹紧和固定作用。

进一步的，所述的陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

进一步的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

有益效果：本发明所提供的一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊及制造方法具有以下明显效果：

（1）磨辊由陶瓷复合磨辊辊皮和基体组成，陶瓷复合磨辊辊皮磨损后，可在原基体上直接拆卸更换新辊皮，具备可修复性；

（2）陶瓷复合磨辊辊皮为金属-陶瓷复合材料，具有高耐磨性；

（3）陶瓷复合磨辊辊皮采用多块拼接结构，装配方便，且单块辊皮体积小，加工容易；

（4）陶瓷复合磨辊辊皮设有加固结构，可以有效定位陶瓷复合磨辊辊皮，提高抗冲击性，防止脱落，有效提高磨辊的稳定性和寿命；

（5）基体和卡块为普通钢材，易加工，成本低，且卡块经过焊接能够达到完全定位，操作方便，且磨辊磨损后修复简单。

附图说明

图1为本发明磨辊的磨辊的装配立体示意图；

图2为本发明磨辊的装配剖视示意图；

图3为本发明磨辊基体立体示意图；

图4为本发明磨辊基体剖视示意图；

图5为本发明磨辊陶瓷复合磨辊辊皮立体图与截面示意图；

图6为本发明磨辊陶瓷复合磨辊辊皮加固件立体示意图；

图7为本发明磨辊陶瓷复合磨辊辊皮与基体立体示意图；

图8为本发明磨辊卡块位置立体局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明：

如图1到图8所示的一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊，包括基体1，多个陶瓷复合磨辊辊皮2，卡块3和多个加固件4，所述基体1的外基面上装配有多个相互拼接的陶瓷复合磨辊辊皮2，所述陶瓷复合磨辊辊皮2的内侧设有卡槽5，所述基体1内侧面上设有环向分布的若干通孔7，所述加固件4的一端通过卡槽5与陶瓷复合磨辊辊皮2卡接，所述加固件4的另一端穿过通孔7通过螺母固定连接，其中一个所述陶瓷复合磨辊辊皮2的侧部设有卡块3，陶瓷复合磨辊辊皮2内设有网格结构的预制体6。

作为本实施例的进一步优化：

优选的，所述基体1和卡块3采用普通铸钢制造而成，易加工，成本低，且卡块经过焊接能够达到完全定位，操作方便，且磨辊磨损后修复简单。陶瓷复合磨辊辊皮采用金属陶瓷复合技术制备，陶瓷采用氧化铝，合金选用高铬铸铁。

优选的，所述陶瓷复合磨辊辊皮2采用24-36块，保证紧凑衔接的同时也便于修复。

优选的，所述通孔7位置与所述陶瓷复合磨辊辊皮2位置一一对应；或者多个通孔7位置对应一个陶瓷复合磨辊辊皮2位置，进一步对陶瓷复合磨辊辊皮2进行固定。

优选的，所述卡槽5采用“t”型槽结构，或者采用其他卡槽结构，该卡槽结构与加固件4的端部结构相适配。

上述一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法如下：

实施例1

一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入200℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（3）通过热处理，使单块陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到59hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，制备出要求尺寸与形状；

（4）浇铸图纸设计的基体和卡块，并机械加工，满足配合要求；

（5）将加固件插入基体的孔内，在内弧面以螺母固定；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次从基体卡块缺口处放入凹槽内，并且使固定件与其t形槽实现配合状态，在最后一块陶瓷复合磨辊辊皮放入后，将卡块放入基体缺口，通过焊接方法，进行完全定位；

（7）最后通过旋紧螺母，使加固件对陶瓷复合磨辊辊皮加载，实现夹紧和固定作用。

进一步的，所述的陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

进一步的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

实施例2

一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入300℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（3）通过热处理，使单块陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到62hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，制备出要求尺寸与形状；

（4）浇铸图纸设计的基体和卡块，并机械加工，满足配合要求；

（5）将加固件插入基体的孔内，在内弧面以螺母固定；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次从基体卡块缺口处放入凹槽内，并且使固定件与其t形槽实现配合状态，在最后一块陶瓷复合磨辊辊皮放入后，将卡块放入基体缺口，通过焊接方法，进行完全定位；

（7）最后通过旋紧螺母，使加固件对陶瓷复合磨辊辊皮加载，实现夹紧和固定作用。

进一步的，所述的陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

进一步的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

实施例3

一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，包括如下步骤：

（1）将预处理烘干后的陶瓷颗粒、合金粉末和粘结剂按比例混合，通过专用模具制备出特定外形，并干燥成型，然后通过真空烧结，制备出预制体；

（2）取出预制体，放入250℃烘箱内，进行预热，然后固定在铸造砂型型腔内，最后通过浇铸合金熔液制备块状陶瓷复合磨辊辊皮；

（3）通过热处理，使单块陶瓷复合磨辊辊皮硬度达到60hrc，然后对陶瓷复合磨辊辊皮进行机械加工，制备出要求尺寸与形状；

（4）浇铸图纸设计的基体和卡块，并机械加工，满足配合要求；

（5）将加固件插入基体的孔内，在内弧面以螺母固定；

（6）将步骤（3）中的陶瓷复合磨辊辊皮，依次从基体卡块缺口处放入凹槽内，并且使固定件与其t形槽实现配合状态，在最后一块陶瓷复合磨辊辊皮放入后，将卡块放入基体缺口，通过焊接方法，进行完全定位；

（7）最后通过旋紧螺母，使加固件对陶瓷复合磨辊辊皮加载，实现夹紧和固定作用。

进一步的，所述的陶瓷颗粒采用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一种或者两种任意组合后表面包覆有合金粉末的陶瓷。

进一步的，所述合金粉末采用铁基、镍基、钴基或高铬铸铁、高锰钢中的一种。

进一步的，所述合金熔液采用高铬铸铁或高锰钢。

上述磨辊在使用磨损后，更换过程如下：

（1）通过打磨、切割焊接处，分离卡块与基体；

（2）将磨损陶瓷复合磨辊辊皮依次拆卸，并更换新辊皮；

（3）重复磨辊装配方法，修复完成。

本发明利用一种zgm型可修复金属陶瓷复合磨辊的制造方法，制备出高耐磨复合磨辊，具有较长寿命，同时具备可修复性，且磨辊制造方法简单，加工周期短，有效降低了成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。