一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的造方法，可適用于火力發電、水泥、冶金、礦山等行業各種立磨的磨輥。
【背景技術】
[0002]在電力、水泥、冶金、礦山等行業，制粉系統使用大量的磨輥，它作為主要的耐磨件，其質量的優劣，特別是耐磨性能直接影響到制粉的作業率、煤粉質量、磨輥消耗和生產成本。由于任何磨輥材料，在制粉工況條件下，都有較為嚴重的磨損，當磨損出現較嚴重的凹坑、溝槽后，磨煤機煤粉效率下降，磨煤機出力不足。
[0003]目前火力發電廠所用的磨輥大部分為整體鑄造的高鉻鑄鐵，運行磨損后在其上面反復堆焊耐磨合金層可以提高磨輥的使用壽命，但整體鑄造的高鉻合金磨輥遇到煤質較差時磨損過程中容易出現斷裂。另外，堆焊雖然能提高使用壽命，但容易出現堆焊層脫落現象，此外，堆焊成本較高，堆焊一次后使用壽命最多可延長一年，電廠頻繁的停機檢修造成了極大的經濟損失。
[0004]印度Vega公司生產的復合磨輥采用了二次澆鑄工藝，首先采用高鉻合金材料澆鑄耐磨陶瓷網格體制備出陶瓷合金復合襯板，然后再對陶瓷合金復合襯板進行二次澆鑄制備出復合磨輥，該工藝解決了整體高鉻合金磨輥壽命短、價格高難題，但整個輥面每塊襯板與襯板之間存在球磨鑄鐵不耐磨缺陷，一旦磨損嚴重將會加速陶瓷合金襯板磨損，此外，整個磨輥報廢后將不能修復，直接報廢，給電廠增加了大量的維修費用。比利時Magotteaux公司生產的陶瓷合金復合磨輥是將陶瓷芯板(由陶瓷顆粒復合而成)采用高鉻合金材料一次澆鑄而成，滿足了磨煤機的使用壽命，但該磨輥使用報廢后，輥芯無法進行堆焊修復，重新購買磨輥增加了電廠的經費支出。此外，該技術掌握在國外，售后服務周期較長，無法及時為電廠解決質量問題。
【發明內容】
[0005]發明目的:本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種輥皮襯板尺寸小、重量輕，鑄件質量、熱處理工藝易于控制，成品合格率高、拆卸方便的可拆卸式陶瓷合金復合磨輥及其制造方法。
[0006]技術方案:本發明所述的一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的制造方法，包括如下步驟:
(1)將粒徑為6?22目的陶瓷顆粒與低熔點合金粉末用粘結劑混合均勻得混合物，其中，陶瓷顆粒與低熔點合金粉末的質量比為1: 0.4?1: 1.4，粘結劑的加入量是陶瓷顆粒質量的1%-6% ；
(2)將上述混合物填充于模具型腔內成型，素坯連同模具一起放入150°C干燥箱中干燥2小時，然后脫模得干燥好的陶瓷預制件，再將其放入真空爐內在1050°C -1250°C下燒結60-120min，低熔點合金粉將陶瓷顆粒粘結成陶瓷預制件； (3)真空爐內溫度降至150°C以下時，取出燒結好的陶瓷預制件，將其固定在輥皮襯板鑄型型腔表面，然后澆注耐磨合金金屬液，得到表面由陶瓷預制件與耐磨合金材料呈冶金結合的輥皮襯板，輥皮襯板底面為平面；
(4)將輥皮襯板機加工后進行熱處理，使其耐磨合金硬度達到60-64HRC;
(5)熔煉母體金屬材料形成金屬液，然后澆注進入鑄型型腔，得到表面呈多邊形的輥芯，將步驟(4)熱處理后的輥皮襯板端面采用螺栓固定在輥芯表面，螺栓上方鑲嵌陶瓷蓋得到輥皮襯板與輥芯復合的可拆卸式陶瓷合金復合磨輥。
[0007]進一步的，所述陶瓷顆粒為氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化鈦、碳化鎢、氮化鈦中的一種或任意幾種的組合。
[0008]進一步的，所述低熔點合金粉末為鐵基合金粉末、鎳基合金粉末或鈷基合金粉末中的一種或任意幾種的組合。
[0009]進一步的，該復合磨輥包括由金屬基體材料澆鑄而成的磨輥輥芯，所述磨輥輥芯表面安裝有分塊式輥皮襯板，所述輥皮襯板是由耐磨合金材料與澆鑄陶瓷預制件復合而成，所述輥皮襯板端面設有螺栓孔，所述螺栓孔中裝有與所述磨輥輥芯連接的螺栓，所述磨輥輥芯通過螺栓與所述輥皮襯板固定連接，所述螺栓孔上部鑲嵌有陶瓷體。
[0010]進一步的，所述金屬基體材料為球墨鑄鐵或中碳鋼。
[0011 ] 進一步的，所述輥皮襯板的底面為平面結構。
[0012]進一步的，所述磨輥輥芯的表面呈多邊形平面結構。
[0013]進一步的，所述耐磨合金材料為高鉻鑄鐵或高錳鋼。
[0014]進一步的，所述陶瓷預制件是由陶瓷顆粒與金屬合金粉混合燒結而成。
[0015]進一步的，所述陶瓷預制件為蜂窩狀或網格狀，厚度為20-50mm。
[0016]進一步的，所述螺栓為沉頭螺栓。
[0017]有益效果:本發明具有如下有益效果:
(1)輥皮襯板表面由高耐磨的陶瓷預制件與耐磨合金復合而成，具有雙重耐磨性能，同時也具有金屬材料的韌性；
(2)陶瓷預制件采用蜂窩狀或網格狀，運行磨損時表面不同耐磨材料形成了高度差，有助于提高煤粉的研磨效率；
(3)輥皮襯板底面設計成平面結構易于加工，并且與表面呈多邊形的輥芯實現了面與面的接觸，確保了運行過程中輥皮不會斷裂，解決了以往輥皮襯板底面為弧面或球面結構與輥芯表面不匹配、運行過程中易斷裂的難題；
(4)輥芯采用球墨鑄鐵或中碳鋼材料，保證了復合磨輥良好的韌性和沖擊性，鑄件無需進行熱處理，材料本身相對耐磨合金材料價格低，降低了制造成本；
(5)輥皮襯板尺寸小、重量輕，鑄件質量、熱處理工藝易于控制，成品合格率高；
(6)復合磨輥磨損后期，因輥皮襯板端面采用螺栓固定，可進行現場拆卸，然后更換新制輥皮襯板，解決了復合磨輥不可修復的難題，既縮短了維修時間也節約了大量的維修費用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明復合磨輥的裝配結構剖視圖； 圖2為本發明復合磨輥的裝配結構主視圖；
圖3為本發明陶瓷預制件的結構示意圖；
圖4為圖3的A-A尚]視圖；
圖5為本發明輥皮襯板的結構示意圖；
圖6為圖5的A-A剖視圖；
圖7為本發明輥芯的結構示意圖；
圖8為圖7的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體附圖和實時例對本發明作進一步詳細說明:
實施例1
一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的制造方法，包括如下步驟:
(1)將粒徑為6目的氧化鋁陶瓷顆粒與鐵基合金粉末用粘結劑混合均勻得混合物，其中，陶瓷顆粒與鐵基合金粉末的質量比為1:0.4，粘結劑的加入量是陶瓷顆粒質量的1% ；
(2)將上述混合物填充于模具型腔內成型，素坯連同模具一起放入150°C干燥箱中干燥2小時，然后脫模得干燥好的陶瓷預制件，再將其放入真空爐內在1050°C下燒結60min，鐵基合金粉將陶瓷顆粒粘結成陶瓷預制件；
(3)真空爐內溫度降至150°C以下時，取出燒結好的陶瓷預制件，將其固定在輥皮襯板鑄型型腔表面，然后澆注高鉻鑄鐵金屬液，得到表面由陶瓷預制件與高鉻鑄鐵呈冶金結合輥皮襯板，輥皮襯板底面為平面；
(4)將輥皮襯板機加工后進行熱處理，使其高鉻鑄鐵硬度達到60HRC;
(5)熔煉球磨鑄鐵形成金屬液，然后澆注進入鑄型型腔，得到表面呈多邊形的輥芯，將步驟(4)熱處理后的輥皮襯板端面采用螺栓固定在輥芯表面，螺栓上方鑲嵌陶瓷蓋得到輥皮襯板與輥芯復合的可拆卸式陶瓷合金復合磨輥。
[0020]實施例2:
一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的制造方法，包括如下步驟:
(1)將粒徑為22目的氧化鋯陶瓷顆粒與鎳基合金粉末用粘結劑混合均勻得混合物，其中，陶瓷顆粒與鎳基合金粉末的質量比為1:1.4，粘結劑的加入量是陶瓷顆粒質量的6% ；
(2)將上述混合物填充于模具型腔內成型，素坯連同模具一起放入150°C干燥箱中干燥2小時，然后脫模得干燥好的陶瓷預制件，再將其放入真空爐內在1250°C下燒結120min，鎳基合金粉將陶瓷顆粒粘結成陶瓷預制件；
(3)真空爐內溫度降至150°C以下時，取出燒結好的陶瓷預制件，將其固定在輥皮襯板鑄型型腔表面，然后澆注高錳鋼金屬液，得到表面由陶瓷預制件與高錳鋼呈冶金結合輥皮襯板，輥皮襯板底面為平面；
(4)將輥皮襯板機加工后進行熱處理，使其高錳鋼硬度達到64HRC;
(5)熔煉中碳鋼形成金屬液，然后澆注進入鑄型型腔，得到表面呈多邊形的輥芯，將步驟(4)熱處理后的輥皮襯板端面采用螺栓固定在輥芯表面，螺栓上方鑲嵌陶瓷蓋得到輥皮襯板與輥芯復合的可拆卸式陶瓷合金復合磨輥。
[0021]實施例3: 一種可拆卸式陶瓷合金復合磨輥的制造方法，包括如下步驟: