一種ZGM型可修復金屬陶瓷複合磨輥及製造方法與流程
2023-09-18 01:31:50 1
本發明涉及新材料領域，特別涉及一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥及製造方法。
背景技術：
磨煤機是火力發電廠的重要設備之一，磨輥和襯板是磨煤機的關鍵核心部件，其質量的優劣，特別是耐磨性能直接影響到制粉效率、煤粉質量、磨輥消耗和生產成本。在制粉工況條件下，以往任何磨輥材料都會有較為嚴重的磨損，當磨損達到某一限度後，磨輥外圓過小即報廢。目前，國內外都在大力研究磨輥製備工藝，如複合鑄造、離心鑄造及堆焊等，其目的就是製造一種新的複合磨輥，使磨輥基體與工作面均能滿足於磨煤時的抗衝擊、耐磨損等性能要求。但是現存磨輥結構和工藝，存在開裂、脫落，以及不可修復等缺陷，造成使用壽命和成本較高，且磨煤效果較差，如馬科託公司一次澆鑄成型磨輥，成本昂貴，且不可修復；印度vega二次澆鑄成型磨輥，容易破碎，甚至導致耐磨件脫落。
基於以上問題，本專利提供一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，針對zgm型磨輥的曲面修復難度大、成本高等問題，實現該類型的高耐磨和可修復性，解決磨煤機生產過程中，磨輥易損壞、更換困難等問題。
技術實現要素：
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zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥及製造方法，製備出高耐磨複合磨輥，具有較長壽命，同時具備可修復性，且磨輥製造方法簡單，加工周期短，有效降低了成本。
技術方案：本發明所述的一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥，包括基體，多個陶瓷複合磨輥輥皮，卡塊和多個加固件，所述基體的外基面上裝配有多個相互拼接的陶瓷複合磨輥輥皮，所述陶瓷複合磨輥輥皮的內側設有卡槽，所述基體內側面上設有環向分布的若干通孔，所述加固件的一端通過卡槽與陶瓷複合磨輥輥皮卡接，所述加固件的另一端穿過通孔通過螺母固定連接，其中一個所述陶瓷複合磨輥輥皮的側部設有卡塊。
進一步的，所述基體和卡塊採用普通鑄鋼製造而成。
進一步的，所述陶瓷複合磨輥輥皮採用24-36塊。
進一步的，所述通孔位置與所述陶瓷複合磨輥輥皮位置一一對應。
進一步的，多個通孔位置對應一個陶瓷複合磨輥輥皮位置。
進一步的，所述卡槽採用「t」型槽結構。
本發明還公開了上述一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，包括如下步驟：
（1）將預處理烘乾後的陶瓷顆粒、合金粉末和粘結劑按比例混合，通過專用模具製備出特定外形，並乾燥成型，然後通過真空燒結，製備出預製體；
（2）取出預製體，放入200-300℃烘箱內，進行預熱，然後固定在鑄造砂型型腔內，最後通過澆鑄合金熔液製備塊狀陶瓷複合磨輥輥皮；
（3）通過熱處理，使單塊陶瓷複合磨輥輥皮硬度達到59-62hrc，然後對陶瓷複合磨輥輥皮進行機械加工，製備出要求尺寸與形狀；
（4）澆鑄圖紙設計的基體和卡塊，並機械加工，滿足配合要求；
（5）將加固件插入基體的孔內，在內弧面以螺母固定；
（6）將步驟（3）中的陶瓷複合磨輥輥皮，依次從基體卡塊缺口處放入凹槽內，並且使固定件與其t形槽實現配合狀態，在最後一塊陶瓷複合磨輥輥皮放入後，將卡塊放入基體缺口，通過焊接方法，進行完全定位；
（7）最後通過旋緊螺母，使加固件對陶瓷複合磨輥輥皮加載，實現夾緊和固定作用。
進一步的，所述的陶瓷顆粒採用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一種或者兩種任意組合後表面包覆有合金粉末的陶瓷。
進一步的，所述合金粉末採用鐵基、鎳基、鈷基或高鉻鑄鐵、高錳鋼中的一種。
進一步的，所述合金熔液採用高鉻鑄鐵或高錳鋼。
有益效果：本發明所提供的一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥及製造方法具有以下明顯效果：
（1）磨輥由陶瓷複合磨輥輥皮和基體組成，陶瓷複合磨輥輥皮磨損後，可在原基體上直接拆卸更換新輥皮，具備可修復性；
（2）陶瓷複合磨輥輥皮為金屬-陶瓷複合材料，具有高耐磨性；
（3）陶瓷複合磨輥輥皮採用多塊拼接結構，裝配方便，且單塊輥皮體積小，加工容易；
（4）陶瓷複合磨輥輥皮設有加固結構，可以有效定位陶瓷複合磨輥輥皮，提高抗衝擊性，防止脫落，有效提高磨輥的穩定性和壽命；
（5）基體和卡塊為普通鋼材，易加工，成本低，且卡塊經過焊接能夠達到完全定位，操作方便，且磨輥磨損後修復簡單。
附圖說明
圖1為本發明磨輥的磨輥的裝配立體示意圖；
圖2為本發明磨輥的裝配剖視示意圖；
圖3為本發明磨輥基體立體示意圖；
圖4為本發明磨輥基體剖視示意圖；
圖5為本發明磨輥陶瓷複合磨輥輥皮立體圖與截面示意圖；
圖6為本發明磨輥陶瓷複合磨輥輥皮加固件立體示意圖；
圖7為本發明磨輥陶瓷複合磨輥輥皮與基體立體示意圖；
圖8為本發明磨輥卡塊位置立體局部放大示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本發明的技術方案作進一步詳細說明：
如圖1到圖8所示的一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥，包括基體1，多個陶瓷複合磨輥輥皮2，卡塊3和多個加固件4，所述基體1的外基面上裝配有多個相互拼接的陶瓷複合磨輥輥皮2，所述陶瓷複合磨輥輥皮2的內側設有卡槽5，所述基體1內側面上設有環向分布的若干通孔7，所述加固件4的一端通過卡槽5與陶瓷複合磨輥輥皮2卡接，所述加固件4的另一端穿過通孔7通過螺母固定連接，其中一個所述陶瓷複合磨輥輥皮2的側部設有卡塊3，陶瓷複合磨輥輥皮2內設有網格結構的預製體6。
作為本實施例的進一步優化：
優選的，所述基體1和卡塊3採用普通鑄鋼製造而成，易加工，成本低，且卡塊經過焊接能夠達到完全定位，操作方便，且磨輥磨損後修復簡單。陶瓷複合磨輥輥皮採用金屬陶瓷複合技術製備，陶瓷採用氧化鋁，合金選用高鉻鑄鐵。
優選的，所述陶瓷複合磨輥輥皮2採用24-36塊，保證緊湊銜接的同時也便於修復。
優選的，所述通孔7位置與所述陶瓷複合磨輥輥皮2位置一一對應；或者多個通孔7位置對應一個陶瓷複合磨輥輥皮2位置，進一步對陶瓷複合磨輥輥皮2進行固定。
優選的，所述卡槽5採用「t」型槽結構，或者採用其他卡槽結構，該卡槽結構與加固件4的端部結構相適配。
上述一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法如下：
實施例1
一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，包括如下步驟：
（1）將預處理烘乾後的陶瓷顆粒、合金粉末和粘結劑按比例混合，通過專用模具製備出特定外形，並乾燥成型，然後通過真空燒結，製備出預製體；
（2）取出預製體，放入200℃烘箱內，進行預熱，然後固定在鑄造砂型型腔內，最後通過澆鑄合金熔液製備塊狀陶瓷複合磨輥輥皮；
（3）通過熱處理，使單塊陶瓷複合磨輥輥皮硬度達到59hrc，然後對陶瓷複合磨輥輥皮進行機械加工，製備出要求尺寸與形狀；
（4）澆鑄圖紙設計的基體和卡塊，並機械加工，滿足配合要求；
（5）將加固件插入基體的孔內，在內弧面以螺母固定；
（6）將步驟（3）中的陶瓷複合磨輥輥皮，依次從基體卡塊缺口處放入凹槽內，並且使固定件與其t形槽實現配合狀態，在最後一塊陶瓷複合磨輥輥皮放入後，將卡塊放入基體缺口，通過焊接方法，進行完全定位；
（7）最後通過旋緊螺母，使加固件對陶瓷複合磨輥輥皮加載，實現夾緊和固定作用。
進一步的，所述的陶瓷顆粒採用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一種或者兩種任意組合後表面包覆有合金粉末的陶瓷。
進一步的，所述合金粉末採用鐵基、鎳基、鈷基或高鉻鑄鐵、高錳鋼中的一種。
進一步的，所述合金熔液採用高鉻鑄鐵或高錳鋼。
實施例2
一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，包括如下步驟：
（1）將預處理烘乾後的陶瓷顆粒、合金粉末和粘結劑按比例混合，通過專用模具製備出特定外形，並乾燥成型，然後通過真空燒結，製備出預製體；
（2）取出預製體，放入300℃烘箱內，進行預熱，然後固定在鑄造砂型型腔內，最後通過澆鑄合金熔液製備塊狀陶瓷複合磨輥輥皮；
（3）通過熱處理，使單塊陶瓷複合磨輥輥皮硬度達到62hrc，然後對陶瓷複合磨輥輥皮進行機械加工，製備出要求尺寸與形狀；
（4）澆鑄圖紙設計的基體和卡塊，並機械加工，滿足配合要求；
（5）將加固件插入基體的孔內，在內弧面以螺母固定；
（6）將步驟（3）中的陶瓷複合磨輥輥皮，依次從基體卡塊缺口處放入凹槽內，並且使固定件與其t形槽實現配合狀態，在最後一塊陶瓷複合磨輥輥皮放入後，將卡塊放入基體缺口，通過焊接方法，進行完全定位；
（7）最後通過旋緊螺母，使加固件對陶瓷複合磨輥輥皮加載，實現夾緊和固定作用。
進一步的，所述的陶瓷顆粒採用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一種或者兩種任意組合後表面包覆有合金粉末的陶瓷。
進一步的，所述合金粉末採用鐵基、鎳基、鈷基或高鉻鑄鐵、高錳鋼中的一種。
進一步的，所述合金熔液採用高鉻鑄鐵或高錳鋼。
實施例3
一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，包括如下步驟：
（1）將預處理烘乾後的陶瓷顆粒、合金粉末和粘結劑按比例混合，通過專用模具製備出特定外形，並乾燥成型，然後通過真空燒結，製備出預製體；
（2）取出預製體，放入250℃烘箱內，進行預熱，然後固定在鑄造砂型型腔內，最後通過澆鑄合金熔液製備塊狀陶瓷複合磨輥輥皮；
（3）通過熱處理，使單塊陶瓷複合磨輥輥皮硬度達到60hrc，然後對陶瓷複合磨輥輥皮進行機械加工，製備出要求尺寸與形狀；
（4）澆鑄圖紙設計的基體和卡塊，並機械加工，滿足配合要求；
（5）將加固件插入基體的孔內，在內弧面以螺母固定；
（6）將步驟（3）中的陶瓷複合磨輥輥皮，依次從基體卡塊缺口處放入凹槽內，並且使固定件與其t形槽實現配合狀態，在最後一塊陶瓷複合磨輥輥皮放入後，將卡塊放入基體缺口，通過焊接方法，進行完全定位；
（7）最後通過旋緊螺母，使加固件對陶瓷複合磨輥輥皮加載，實現夾緊和固定作用。
進一步的，所述的陶瓷顆粒採用氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷中一種或者兩種任意組合後表面包覆有合金粉末的陶瓷。
進一步的，所述合金粉末採用鐵基、鎳基、鈷基或高鉻鑄鐵、高錳鋼中的一種。
進一步的，所述合金熔液採用高鉻鑄鐵或高錳鋼。
上述磨輥在使用磨損後，更換過程如下：
（1）通過打磨、切割焊接處，分離卡塊與基體；
（2）將磨損陶瓷複合磨輥輥皮依次拆卸，並更換新輥皮；
（3）重複磨輥裝配方法，修復完成。
本發明利用一種zgm型可修復金屬陶瓷複合磨輥的製造方法，製備出高耐磨複合磨輥，具有較長壽命，同時具備可修復性，且磨輥製造方法簡單，加工周期短，有效降低了成本。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。