一种多孔网状的陶瓷耐磨件及其制备方法和辊套与流程

    专利查询2025-06-11  47


    本发明涉及辊套,具体涉及一种多孔网状的陶瓷耐磨件及其制备方法和辊套。


    背景技术:

    1、立磨辊套的材质选择对其耐磨性、硬度和使用寿命具有决定性作用,而磨损、断裂、腐蚀是材料与装备三大主要失效形式,其中材料与装备在服役过程中不可避免的磨损现象造成了严重的材料和能源的消耗。随着建材、电力、冶金等行业零部件需求的不断提高,单一、传统的耐磨材料已不能满足立磨辊套的生产和应用要求,故陶瓷金属复合耐磨材料应运而生。

    2、将金属基体材料的韧性与陶瓷颗粒的高硬度完美结合,充分利用两者相辅相成的关系,使其耐磨性能发挥得淋漓尽致。这种复合材料是最受欢迎的耐磨材料之一,受到众多研究学者和企业家的青睐,同等工况条件下耐磨性可达传统金属材料的3倍以上。

    3、然而,如此高耐磨、高效率的复合材料在生产和应用上依然存在一些不稳定性,包括陶瓷颗粒增强铁基蜂窝构型复合材料还存在一定的开裂倾向,容易影响耐磨件的美观程度及生产稳定性。

    4、基于此,能够研制一种结构设计合理、工艺成熟稳定的陶瓷金属复合耐磨材料具有重大意义。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种多孔网状的陶瓷耐磨件及其制备方法和辊套,解决以下技术问题:

    2、如何提高立磨辊套复合材料的稳定性?

    3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    4、第一方面,本发明公开了一种多孔网状的陶瓷耐磨件,包括耐磨片,所述耐磨片的一侧边缘处设置有多个燕尾槽和燕尾形凸块、相对的另一侧边缘处设置有与多个燕尾槽和燕尾形凸块一一对应燕尾形凸块和燕尾槽,燕尾形凸块与燕尾槽的形状与尺寸均相同;在耐磨片表面开设有若干均匀布设的正六边形孔。

    5、在本发明更进一步的方案中:所述燕尾形凸块的两个拐角为圆角。

    6、在本发明更进一步的方案中:所述正六边形孔的边长为20-30mm,相邻两正六边形孔400之间的距离为20-50mm。

    7、在本发明更进一步的方案中:所述耐磨片沿着燕尾槽与燕尾形凸块的连线方向呈弧形。

    8、第二方面,本发明公开了一种如上所述的多孔网状的陶瓷耐磨件的制备方法,包括如下步骤:

    9、s1:将质量比为(1-2):10的fe-cr预合金粉和陶瓷颗粒采用湿法球磨混合均匀,干燥后得到混料;

    10、s2:向混料中加入粘结剂搅拌均匀,得到预制溶液;其中,混料与粘结剂的质量比为100:(1-10);

    11、s3:将预制溶液倒入成型模具型腔中,捣实充分,硬化后脱模,即得到多孔网状的陶瓷耐磨件。

    12、在本发明更进一步的方案中:在步骤s1中,所述陶瓷颗粒为zta、zro2、t i c、s ic或wc。

    13、在本发明更进一步的方案中:在步骤s1中,所述陶瓷颗粒的粒径为10-20目。

    14、在本发明更进一步的方案中:在步骤s1中,在湿法球磨时,物料(fe-cr预合金粉和zta陶瓷颗粒)、球料和溶液三者的质量比为4:2:1;

    15、优选的,所述溶液为酒精。

    16、在本发明更进一步的方案中:在步骤s2中,所述粘结剂包括以下重量份的原料:

    17、50-60份s i o2、10-15份b2o2、10-15份a l 2o3、5-10份l i co3、2-3份na2co3、2-3份k2co3、2-3份n i o。

    18、在本发明更进一步的方案中:在步骤s3中,所述成型模具的制作方法为:采用3d打印技术按照要求设计打印3d模型并制作为成型模具。

    19、在本发明更进一步的方案中:在步骤s3中,通过捣棒将预制溶液捣实充分。

    20、第三方面,本发明还公开了一种辊套,包括权利要求1-8任一所述的多孔网状的陶瓷耐磨件,所述辊套的制作方法为:将多个耐磨片依次固定在辊套的砂型铸造模具型腔内,相邻的两个耐磨片中的燕尾槽与燕尾形凸块相互铆接嵌合,合箱后浇铸1550-1600℃的高温熔融铁水,然后经过冷却、开箱、打磨、热处理后,即得到复合辊套。

    21、在本发明更进一步的方案中:多个耐磨片通过铁钉固定在辊套的砂型铸造模具型腔内。

    22、在本发明更进一步的方案中:在打磨时,将耐磨片上的冒口、浇口、表面毛刺等清理掉。

    23、在本发明更进一步的方案中:所述开箱的温度为170-230℃;热处理温度为980-1100℃,保温6-11h后随炉冷却至50-90℃。

    24、本发明的有益效果:

    25、(1)本发明通过在耐磨片表面设置正六边形孔,并严格控制正六边形孔的尺寸和间距,得到密布有正六边形孔的多孔蜂窝网络结构,不仅可以降低材料成本,还可以提升耐磨片结构的稳定牢固性;通过将相邻两个耐磨片上的燕尾槽与燕尾形凸块铆接嵌合,在燕尾槽与燕尾形凸块的特定结构下,可以提升耐磨片之间的连接稳定性,使其更加牢固,不仅有利于辊套进行辊套生产过程中的浇铸,还可以提升辊套在应用时的使用寿命;

    26、(2)本发明将fe-cr合金与陶瓷颗粒进行严格的配比调控,使耐磨片100的材料达到最佳性能,具备极佳的耐磨性能,有利于提升辊套在应用时的耐磨性,延长其使用寿命;

    27、(3)本发明通过将燕尾形凸块的两个拐角设计为圆角,可以减少陶瓷耐磨件在各工艺流程中的碰撞崩坏,降低耐磨片的报废率。



    技术特征:

    1.一种多孔网状的陶瓷耐磨件,其特征在于,包括耐磨片(100),所述耐磨片(100)的一侧边缘处设置有多个燕尾槽(200)和燕尾形凸块(300)、相对的另一侧边缘处设置有与多个燕尾槽(200)和燕尾形凸块(300)一一对应燕尾形凸块(300)和燕尾槽(200),燕尾形凸块(300)与燕尾槽(200)的形状与尺寸均相同;在耐磨片(100)表面开设有若干均匀布设的正六边形孔(400)。

    2.根据权利要求1所述的多孔网状的陶瓷耐磨件,其特征在于,所述燕尾形凸块(300)的两个拐角为圆角。

    3.根据权利要求1所述的多孔网状的陶瓷耐磨件,其特征在于,所述正六边形孔(400)的边长为20-30mm,相邻两正六边形孔(400)之间的距离为20-50mm。

    4.根据权利要求(1)所述的多孔网状的陶瓷耐磨件,其特征在于,所述耐磨片(100)沿着燕尾槽(200)与燕尾形凸块(300)的连线方向呈弧形。

    5.一种基于权利要求1-4任一所述的多孔网状的陶瓷耐磨件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    6.根据权利要求5所述的多孔网状的陶瓷耐磨件的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述陶瓷颗粒为zta、zro2、ti c、si c或wc。

    7.根据权利要求5所述的多孔网状的陶瓷耐磨件的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,在湿法球磨时,物料(fe-cr预合金粉和zta陶瓷颗粒)、球料和溶液三者的质量比为4:2:1。

    8.根据权利要求5所述的多孔网状的陶瓷耐磨件的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述粘结剂包括以下重量份的原料:

    9.一种辊套,其特征在于,包括权利要求1-8任一所述的多孔网状的陶瓷耐磨件,所述辊套的制作方法为:将多个耐磨片(100)依次固定在辊套的砂型铸造模具型腔内,相邻的两个耐磨片(100)中的燕尾槽(200)与燕尾形凸块(300)相互铆接嵌合,合箱后浇铸1550-1600℃的高温熔融铁水,然后经过冷却、开箱、打磨、热处理后,即得到复合辊套(600)。

    10.根据权利要求9所述的辊套,其特征在于,所述开箱的温度为170-230℃;热处理温度为980-1100℃,保温6-11h后随炉冷却至50-90℃。


    技术总结
    本发明公开了一种多孔网状的陶瓷耐磨件及其制备方法和辊套,涉及辊套技术领域,该耐磨件包括耐磨片,耐磨片的一侧边缘处设置有多个燕尾槽和燕尾形凸块、相对的另一侧边缘处设置有与多个燕尾槽和燕尾形凸块一一对应燕尾形凸块和燕尾槽,燕尾形凸块与燕尾槽的形状与尺寸均相同;在耐磨片表面开设有若干均匀布设的正六边形孔,通过严格控制正六边形孔的尺寸和间距,得到密布有正六边形孔的多孔蜂窝网络结构,可以提升耐磨片结构的稳定牢固性;通过将相邻两个耐磨片上的燕尾槽与燕尾形凸块铆接嵌合,在燕尾槽与燕尾形凸块的特定结构下,可以提升耐磨片之间的连接稳定性,使其更加牢固,可以提升辊套在应用时的使用寿命。

    技术研发人员:傅超,许涛,张轶,谢志勇,周著杰,叶凡
    受保护的技术使用者:合肥水泥研究设计院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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