CN107236952A - 一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊 - Google Patents

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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Abstract

公开了一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，包括辊体和设置在辊体表面的耐磨层，所述耐磨层通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体的表面形成：15.0％‑25.0％的铌铁、10.0％‑20.0％的高铬铁、2.0％‑5.0％的钒钛铁粉、1.0％‑2.0％的二氧化锆、0.1％‑0.5％的碳化硅、0.1％‑0.5％的钼、0.01％‑0.05％的硅、0.01％‑0.05％的锰。本发明显著提高了磨辊的耐磨性和耐蚀性，增加了磨辊的使用寿命。

Description

一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊
技术领域
本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊。
背景技术
随着工业生产和日化行业生产的发展，需要越来越多地使用到粉末，因此，各种各样的磨粉机的应用也越来越多。在磨粉机中磨辊是用来研磨物料的主要运动部件，以挤压研磨的形式来粉磨物料。由于磨粉机在使用过程中，磨辊是直接与物料接触的，因此磨辊的工作面在使用过程中会逐渐磨损，进而失效，磨粉效率下降，磨辊的使用寿命减短，造成资源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，可以提高磨辊的耐磨性和耐蚀性，增加磨辊的使用寿命。
本发明提供一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，包括：
辊体；以及，
设置在辊体表面的耐磨层，所述耐磨层通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体的表面形成：15.0％-25.0％的铌铁、10.0％-20.0％的高铬铁、2.0％-5.0％的钒钛铁粉、1.0％-2.0％的二氧化锆、0.1％-0.5％的碳化硅、0.1％-0.5％的钼、0.01％-0.05％的硅、0.01％-0.05％的锰。
优选地，所述混合粉末还包括铁粉。
优选地，所述混合粉末中的铌铁粉、高铬铁粉、钒钛铁粉、二氧化锆粉、碳化硅粉、钼粉、硅粉、锰粉为纳米晶粉。
优选地，所述耐磨层的厚度为4-10mm。
优选地，所述激光熔覆设备的激光功率为800W-1200W、光斑直径为0.3-3mm、熔覆速度为Φ3mm×(0-12)HZ/S。
优选地，所述辊体设置为圆筒结构。
优选地，所述辊体的顶面还设置有多个安装孔。
本发明提供了一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，包括辊体和设置在辊体表面的耐磨层，所述耐磨层通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体的表面形成：15.0％-25.0％的铌铁、10.0％-20.0％的高铬铁、2.0％-5.0％的钒钛铁粉、1.0％-2.0％的二氧化锆、0.1％-0.5％的碳化硅、0.1％-0.5％的钼、0.01％-0.05％的硅、0.01％-0.05％的锰。本发明显著提高了磨辊的耐磨性和耐蚀性，增加了磨辊的使用寿命。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊立体示意图；
图2是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊的俯视图；
图3是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊的仰视图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊的示意图如图1-图3所示，图1是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊立体示意图；图2是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊的俯视图；图3是本发明实施例的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊的仰视图。磨辊包括辊体1和设置在辊体表面的耐磨层2，其中辊体1设置为圆筒结构，所述圆筒结构为中间具有通孔的圆柱体，其两端均设置有圆角，既增加了辊体的美观性，也降低了辊体1与磨盘连接难度，使得电机能够更加有效的带动磨辊与磨盘的旋转，进而将需磨物料粉碎或研磨。所述辊体1的顶面还设置有多个安装孔11。所述安装孔11以圆周排列的方式设置于所述辊体1的顶面，安装孔11方便吊车等起重机器将磨辊移动，进而方便磨辊与其他结构连接。
本发明所述辊体1的表面还设置有耐磨层2，耐磨层2的厚度为4-10mm，所述耐磨层2通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体1的表面形成：15.0％-25.0％的铌铁、10.0％-20.0％的高铬铁、2.0％-5.0％的钒钛铁粉、1.0％-2.0％的二氧化锆、0.1％-0.5％的碳化硅、0.1％-0.5％的钼、0.01％-0.05％的硅、0.01％-0.05％的锰。所述混合粉末还包括铁粉。所述混合粉末中的铌铁粉、高铬铁粉、钒钛铁粉、二氧化锆粉、碳化硅粉、钼粉、硅粉、锰粉为纳米晶粉，纳米晶粉是利用低温、表面活性剂辅助外加磁场高能球磨技术制备形成。
实施例一：
在辊体1表面激光熔覆制备耐磨层2的方法具体包括以下步骤：
(1)混合粉末按照15.0％的铌铁、10.0％的高铬铁、2.0％的钒钛铁粉、1.0％的二氧化锆、0.1％的碳化硅、0.1％的钼、0.01％的硅、0.01％的锰，其余为铁粉，通过球磨机进行均匀混合并球磨；
(2)利用砂纸对辊体1表面进行打磨后并清洗，并用特殊溶液将球磨好的混合粉末制成糊状可以预置在辊体1的表面，通过风干并烘干；
(3)将上述带有涂层的辊体放置于激光熔覆设备内，进行激光熔覆，同时打开惰性气体进行保护，防止修复过程中辊体被氧化，所使用激光熔覆设备的激光功率为800W、光斑直径为0.3mm、扫描速率为600mm/min；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，直至耐磨层的厚度达到预定需要的厚度。
实施例二：
耐磨层2通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体1的表面形成：20.0％的铌铁、20.0％的高铬铁、3.0％的钒钛铁粉、2.0％的二氧化锆、0.3％的碳化硅、0.3％的钼、0.02％的硅、0.02％的锰，其余为铁粉。
应用上述混合粉末形成耐磨层2的步骤如下：
(1)分别将上述质量百分比的混合粉末混合均匀后再进行球磨得到激光熔覆设备所需大小的混合粉末；
(2)采用型号为P150的砂纸对辊体1进行打磨，之后用丙酮清洗后干燥；
(3)向混合粉末中加入乙酸纤维素的二丙酮醇溶液，并搅拌成糊状物，之后涂覆于辊体1的表面，先自然风干，之后再置于温度为180℃的烘干箱中烘1.6h，得到待熔覆辊体；
(4)采用氩气作为保护气体，用激光束对待熔覆辊体进行激光熔覆，得到激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其中，激光熔覆过程中，激光熔覆设备的激光功率为1000W、光斑直径为1.5mm、扫描速率为700mm/min。
实施例三：
在辊体1表面激光熔覆制备纳米金属陶瓷涂层的方法具体包括以下步骤：
(1)通过球磨机将如下质量百分比含量混合粉末进行混合以及球磨：25.0％的铌铁、20.0％的高铬铁、5.0％的钒钛铁粉、2.0％的二氧化锆、0.5％的碳化硅、0.5％的钼、0.05％的硅、0.05％的锰，其余为铁粉。
(2)利用砂纸对辊体1表面进行打磨，并进行清洗以及风干。
(3)将球磨后的混合粉末制成糊状并预置涂抹于辊体1表面，并进行风干以及烘烤；
(4)采用氩气作为保护气体，用激光束对上述辊体进行激光熔覆，得到激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其中，激光熔覆过程中，激光熔覆设备的激光功率为1200W、光斑直径为2mm、扫描速率为800mm/min。
本发明提供了一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，包括辊体和设置在辊体表面的耐磨层，所述耐磨层通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体的表面形成：15.0％-25.0％的铌铁、10.0％-20.0％的高铬铁、2.0％-5.0％的钒钛铁粉、1.0％-2.0％的二氧化锆、0.1％-0.5％的碳化硅、0.1％-0.5％的钼、0.01％-0.05％的硅、0.01％-0.05％的锰。本发明显著提高了磨辊的耐磨性和耐蚀性，增加了磨辊的使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，包括：
辊体；以及，
设置在辊体表面的耐磨层，所述耐磨层通过激光熔覆技术将下述质量百分比的混合粉末熔覆在所述辊体的表面形成：15.0％-25.0％的铌铁、10.0％-20.0％的高铬铁、2.0％-5.0％的钒钛铁粉、1.0％-2.0％的二氧化锆、0.1％-0.5％的碳化硅、0.1％-0.5％的钼、0.01％-0.05％的硅、0.01％-0.05％的锰。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述混合粉末还包括铁粉。
3.根据权利要求2所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述混合粉末中的铌铁粉、高铬铁粉、钒钛铁粉、二氧化锆粉、碳化硅粉、钼粉、硅粉、锰粉为纳米晶粉。
4.根据权利要求1所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述耐磨层的厚度为4-10mm。
5.根据权利要求1所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述激光熔覆设备的激光功率为800W-1200W、光斑直径为0.3-3mm、熔覆速度为Φ3mm×(0-12)HZ/S。
6.根据权利要求1所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述辊体设置为圆筒结构。
7.根据权利要求6所述的激光熔覆纳米金属陶瓷磨辊，其特征在于，所述辊体的顶面还设置有多个安装孔。
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