CN110523956A - 一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，解决了传统工艺制备出的衬板虽然能够具备较好的耐磨性能，但是衬板的强度以及抗腐蚀性能仍存在一定缺陷，从而导致衬板在受到冲击时容易破损裂开的情况，并且在用在一些特殊的环境下如与腐蚀性溶液相接触容易腐蚀的问题。该种高强度耐磨抗腐蚀衬板由以下原料制备得到：锌块、废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭、镁锭、碳粉、硅粉和碳化钛合金管；碳化钽铪合金管由以下原料制备得到Ti、C、Co、MO、Al、Na、Ca、Mg。
Description
技术领域
本发明涉及衬板制备工艺领域，具体涉及一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺。
背景技术
衬板是用来保护物体，使物体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，传统工艺制备出的衬板虽然能够具备较好的耐磨性能，但是衬板的强度以及抗腐蚀性能仍存在一定缺陷，从而导致衬板在受到冲击时容易破损裂开的情况，并且在用在一些特殊的环境下容易腐蚀，如与腐蚀性溶液相接触。
公开号为CN103114245B的专利公开了一种耐磨衬板及其制备方法，无法解决本申请所提出的：传统工艺制备出的衬板虽然能够具备较好的耐磨性能，但是衬板的强度以及抗腐蚀性能仍存在一定缺陷，从而导致衬板在受到冲击时容易破损裂开的情况，并且在用在一些特殊的环境下如与腐蚀性溶液相接触容易腐蚀的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，解决了传统工艺制备出的衬板虽然能够具备较好的耐磨性能，但是衬板的强度以及抗腐蚀性能仍存在一定缺陷，从而导致衬板在受到冲击时容易破损裂开的情况，并且在用在一些特殊的环境下如与腐蚀性溶液相接触容易腐蚀的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，该种高强度耐磨抗腐蚀衬板由以下原料制备得到：
锌块、废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭、镁锭、碳粉、硅粉和碳化钛合金管；
所述碳化钽铪合金管按重量份计，包括：Ti：10-11份，C：1-2份，Co：2-3份，MO：0.1-0.5份，Al：0.3-0.5份，Na：0.01-0.03份，Ca：0.01-0.02份，Mg：0.01-0.02份；
所述碳化钛合金管的制备工艺包括如下步骤：
S1：按重量份将10-11份Ti，1-2份C，2-3份Co，0.1-0.5份MO，0.3-0.5份Al投入感应炉中，关闭炉门后将感应炉温度升至2620-2650℃并保持1-2h，待Ti、C、Co、MO、Al全部热熔后，继续加入0.01-0.03份Na，0.01-0.02份Ca，0.01-0.02份Mg，保持感应炉内部温度并持续2-3h得到浇筑熔浆；
S2：将浇筑熔浆浇筑到碳化钛合金管模具的管状模仓内部，碳化钛合金管模具的管状模仓直径大小为2-3cm，冷却成型后取出碳化钛合金管，根据衬板长度对碳化钛合金管进行切割，保证每根碳化钛合金管的长度均小于衬板3-5cm；
该种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺包括如下步骤：
步骤一：按重量份将1-2份锌块、6-7份废钢、2-3.5份铬锭、5-5.5份生铁、1.5-1.8份硼砂和0.5-0.6份锰锭投入热熔炉中，将炉内温度升至1550-1630℃，热熔2-3h至废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭全部熔化后，继续加入3-3.5份镁锭、4-4.5份碳粉及1-1.8份硅粉，将热熔炉中中温度升至1680-1700℃保温3-4h得到浇注料；
步骤二：将浇注料浇筑到衬板模具的模仓内部，完成后将竖起衬板模具从浇筑口往模仓内部插入碳化钛合金管，碳化钛合金管的插入方式为：碳化钛合金管的管与管之间保持3-5cm间距，均为竖直插入，并且完全没入浇注料内部，随后对衬板模具进行水冷得到预成型衬板，再将预成型衬板放入热熔炉中由常温升至450℃维持2h，继续升温至550℃并维持1.5h，随后继续升温至650℃维持1.5h，再升温至750℃维持1h，随后升温至1000℃后放入常温的水中冷却，得到板材；
步骤三：取出板材并且送至表面处理设备上进行表面处理，首先，将待表面处理的板材放入回收箱内部，启动吸泵，吸泵利用吸附盘来吸附板材，随后启动驱动电机、喷砂机，喷砂机从喷盘往板材表面喷砂，驱动电机通过驱动轴来带动板材旋转，实现边旋转边喷砂处理，完成喷砂后板材表面形成磨砂层；
其次，启动横向液压泵，驱动电机保持运作，横向液压泵驱动横向液压杆伸长来带动板材移至收集箱内部，此时，启动水泵，利用水泵将冲刷架顶部储存的清水抽至喷头，由喷头喷出清水对板材表面进行冲刷，将喷砂时产生的碎屑以及砂石冲入收集箱；
紧接着，完成冲刷后，利用驱动电机驱动驱动轴转动来将板材旋转至与预处理架平行的状态，关闭驱动电机，继续利用横向液压泵驱动横向液压杆伸长来将板材移动至吸附架内部，此时启动吸气泵、两个气泵，利用气泵驱动气动伸缩杆的伸长来使两个吸盘与板材表面相接触，利用吸气泵产生吸力来将板材表面凹孔内部残留的砂石、碎屑吸入侧箱内部；
随后，继续利用横向液压泵驱动横向液压杆伸长来将板材移动至钝化处理架上方并且启动纵向液压泵，利用纵向液压泵驱动纵向液压杆伸长来将板材送入反应箱内部进行表面钝化处理，并且启动驱动电机带动板材在反应箱内部翻转30min，反应箱内部为浓度为30％的铬酸盐溶液，板材表面存在的锌在铬酸盐溶液中形成铬酸盐并且转化钝化膜附着在板材表面；
最终，先利用驱动电机将板材调整至与预处理架平行的状态并关闭驱动电机，利用纵向液压泵来复位纵向液压杆，利用横向液压泵驱动横向液压杆收缩来将板材带入冲刷架内部冲刷，再利用横向液压泵驱动横向液压杆伸长来将板材带入吸附架内部进行表面凹孔残留物吸附处理，完成后即可取下板材制成衬板。
优选的，表面钝化处理的反应原理为：Zn+H2Cr04→Zn2Cr04+H2↑，分布反应为：Zn→Zn2++2e-、H2Cr04→2H++Cr04 2-、2H++2e-→H2↑、Zn2++Cr04 2-→Zn2Cr04，放出的H2将Cr6+还原成Cr3 +，Cr3+则以Cr(0H)3胶体形式沉淀，反应为3H2+Cr6+→2Cr3++6H+、Cr3++30H-→Cr(0H)3↓，Cr(0H)3胶体从溶液中吸附Cr6+构成钝化膜。
优选的，所述表面处理设备包括预处理架和钝化处理架，钝化处理架内部固定有一个反应箱，预处理架顶部依次固定安装有横向液压泵、喷砂架、冲刷架、吸附架，横向液压泵一端连接有一根横向液压杆，横向液压杆一端连接有纵向液压泵，纵向液压泵底部连接有一根纵向液压杆，纵向液压杆底端连接有箱体，箱体内部固定安装有驱动电机，驱动电机侧壁上连接有一根驱动轴，驱动轴一端连接有一个吸泵，吸泵通过两根贯穿箱体侧壁的导管连接吸附盘，吸附盘在吸泵启动时吸附板材，喷砂架顶部固定安装有喷砂机，喷砂机底部连接有喷盘，喷盘正下方设置有回收箱，冲刷架顶部侧壁上固定安装有水泵，水泵管道连接冲刷架以及朝向预处理架的喷头，喷头正下方设置有收集箱，吸附架上下两侧内壁上均固定安装有一个气泵，两个气泵相邻侧壁上均通过两根气动伸缩杆连接一个单独的吸盘，两个吸盘均通过管道与位于吸附架底部的侧箱相连接，侧箱管道连接位于预处理架侧壁上的吸气泵。
优选的，所述吸附盘通过驱动轴与箱体之间转动连接，箱体通过纵向液压杆与纵向液压泵之间转动连接，纵向液压连带着箱体通过横向液压杆与横向液压泵之间活动连接。
优选的，两个所述吸盘之间通过气动伸缩杆活动连接。
本发明的有益效果：通过在板材制备过程中添加碳化钛合金管，利用碳化钛合金管分布在衬板内部来起到类似于骨架的作用，并且由于碳化钛合金管为硬质合金，并且碳化钛合金管具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点，从而使得衬板的强度大大提升，衬板具备高强度性能；
板材在进行加工过程中采用表面处理设备，并且表面处理设备包括喷砂架，从而板材在表面处理设备上进行加工时能够首先被喷砂架进行喷砂处理从而使得板材表面能够形成磨砂层，在将待表面处理的板材放入回收箱内部时，能够通过启动吸泵，吸泵利用吸附盘来吸附板材，随后启动驱动电机、喷砂机，喷砂机从喷盘往板材表面喷砂，驱动电机通过驱动轴来带动板材旋转，实现边旋转边喷砂处理，并且能够均匀喷砂，速度更快，覆盖面更广，完成喷砂后板材表面形成磨砂层，磨砂层的存在一方面能够使得板材表面呈现出带有小凹孔的不光滑面，以此来提升衬板的耐磨性能，另一方面辅助后续的表面钝化处理，利用磨砂层的小凹孔来提升表面钝化处理形成的钝化膜能够更加牢固的附着在板材表面，板材具备优异的耐磨性能；
并且板材在进行加工过程中采用的表面处理设备上还设置有冲刷架、吸附架，从而在板材送至冲刷架时能够通过启动横向液压泵，驱动电机保持运作，横向液压泵驱动横向液压杆伸长来带动板材移至收集箱内部，此时，启动水泵，利用水泵将冲刷架顶部储存的清水抽至喷头，由喷头喷出清水对板材表面进行冲刷，将喷砂时产生的碎屑以及砂石冲入收集箱，利用冲刷架来对完成喷砂处理的板材进行表面初步的清洁，从而避免喷砂时残留的碎屑砂石影响后续表面钝化处理的效果，在完成冲刷后，利用驱动电机驱动驱动轴转动来将板材旋转至与预处理架平行的状态，关闭驱动电机，继续利用横向液压泵驱动横向液压杆伸长来将板材移动至吸附架内部，此时启动吸气泵、两个气泵，利用气泵驱动气动伸缩杆的伸长来使两个吸盘与板材表面相接触，利用吸气泵产生吸力来将板材表面凹孔内部残留的砂石、碎屑吸入侧箱内部，使得板材经过冲刷后仍然残留在其表面的碎屑、砂石能够得到彻底的吸附处理，确保板材在进行钝化处理前其表面无任何碎屑、砂石；
板材在进行加工过程中采用的表面处理设备上还设置有反应箱，反应箱内部为浓度为％的铬酸盐溶液，从而在板材送入反应箱内部时，能够进行表面钝化处理，板材表面存在的锌在铬酸盐溶液中形成铬酸盐并且转化钝化膜附着在板材表面，表面钝化处理的反应原理为：Zn+H2Cr04→Zn2Cr04+H2↑，分布反应为：Zn→Zn2++2e-、H2Cr04→2H++Cr04 2-、2H++2e-→H2↑、Zn2++Cr04 2-→Zn2Cr04，放出的H2将Cr6+还原成Cr3+，Cr3+则以Cr(0H)3胶体形式沉淀，反应为3H2+Cr6+→2Cr3++6H+、Cr3++30H-→Cr(0H)3↓，Cr(0H)3胶体从溶液中吸附Cr6+构成钝化膜，由于钝化膜的存在，使得板材具有极强的耐腐蚀性能，从而大大提升板材的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明表面处理设备结构示意图。
图2为本发明横向液压杆结构示意图；
图中：1、预处理架；2、钝化处理架；3、横向液压泵；4、横向液压杆；5、喷砂架；6、回收箱；7、喷砂机；8、喷盘；9、冲刷架；10、水泵；11、喷头；12、收集箱；13、吸附架；14、吸盘；15、气泵；16、气动伸缩杆；17、侧箱；18、反应箱；19、纵向液压泵；20、纵向液压杆；21、驱动电机；22、驱动轴；23、吸泵；24、导管；25、吸附盘；26、板材；27、吸气泵；28、箱体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，该种高强度耐磨抗腐蚀衬板由以下原料制备得到：
锌块、废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭、镁锭、碳粉、硅粉和碳化钛合金管；
碳化钽铪合金管按重量份计，包括：Ti：10-11份，C：1-2份，Co：2-3份，MO：0.1-0.5份，Al：0.3-0.5份，Na：0.01-0.03份，Ca：0.01-0.02份，Mg：0.01-0.02份；
碳化钛合金管的制备工艺包括如下步骤：
S1：按重量份将10-11份Ti，1-2份C，2-3份Co，0.1-0.5份MO，0.3-0.5份Al投入感应炉中，关闭炉门后将感应炉温度升至2620-2650℃并保持1-2h，待Ti、C、Co、MO、Al全部热熔后，继续加入0.01-0.03份Na，0.01-0.02份Ca，0.01-0.02份Mg，保持感应炉内部温度并持续2-3h得到浇筑熔浆；
S2：将浇筑熔浆浇筑到碳化钛合金管模具的管状模仓内部，碳化钛合金管模具的管状模仓直径大小为2-3cm，冷却成型后取出碳化钛合金管，根据衬板长度对碳化钛合金管进行切割，保证每根碳化钛合金管的长度均小于衬板3-5cm；
该种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺包括如下步骤：
步骤一：按重量份将1-2份锌块、6-7份废钢、2-3.5份铬锭、5-5.5份生铁、1.5-1.8份硼砂和0.5-0.6份锰锭投入热熔炉中，将炉内温度升至1550-1630℃，热熔2-3h至废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭全部熔化后，继续加入3-3.5份镁锭、4-4.5份碳粉及1-1.8份硅粉，将热熔炉中中温度升至1680-1700℃保温3-4h得到浇注料；
步骤二：将浇注料浇筑到衬板模具的模仓内部，完成后将竖起衬板模具从浇筑口往模仓内部插入碳化钛合金管，碳化钛合金管的插入方式为：碳化钛合金管的管与管之间保持3-5cm间距，均为竖直插入，并且完全没入浇注料内部，随后对衬板模具进行水冷得到预成型衬板，再将预成型衬板放入热熔炉中由常温升至450℃维持2h，继续升温至550℃并维持1.5h，随后继续升温至650℃维持1.5h，再升温至750℃维持1h，随后升温至1000℃后放入常温的水中冷却，得到板材26；
步骤三：取出板材26并且送至表面处理设备上进行表面处理，首先，将待表面处理的板材26放入回收箱6内部，启动吸泵23，吸泵23利用吸附盘25来吸附板材26，随后启动驱动电机21、喷砂机7，喷砂机7从喷盘8往板材26表面喷砂，驱动电机21通过驱动轴22来带动板材26旋转，实现边旋转边喷砂处理，完成喷砂后板材26表面形成磨砂层；
其次，启动横向液压泵3，驱动电机21保持运作，横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来带动板材26移至收集箱12内部，此时，启动水泵10，利用水泵10将冲刷架9顶部储存的清水抽至喷头11，由喷头11喷出清水对板材26表面进行冲刷，将喷砂时产生的碎屑以及砂石冲入收集箱12；
紧接着，完成冲刷后，利用驱动电机21驱动驱动轴22转动来将板材26旋转至与预处理架1平行的状态，关闭驱动电机21，继续利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材26移动至吸附架13内部，此时启动吸气泵27、两个气泵15，利用气泵15驱动气动伸缩杆16的伸长来使两个吸盘14与板材26表面相接触，利用吸气泵27产生吸力来将板材26表面凹孔内部残留的砂石、碎屑吸入侧箱17内部；
随后，继续利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材26移动至钝化处理架2上方并且启动纵向液压泵19，利用纵向液压泵19驱动纵向液压杆20伸长来将板材26送入反应箱18内部进行表面钝化处理，并且启动驱动电机21带动板材26在反应箱18内部翻转30min，反应箱18内部为浓度为30％的铬酸盐溶液，板材26表面存在的锌在铬酸盐溶液中形成铬酸盐并且转化钝化膜附着在板材26表面；
最终，先利用驱动电机21将板材26调整至与预处理架1平行的状态并关闭驱动电机21，利用纵向液压泵19来复位纵向液压杆20，利用横向液压泵3驱动横向液压杆4收缩来将板材带入冲刷架9内部冲刷，再利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材带入吸附架13内部进行表面凹孔残留物吸附处理，完成后即可取下板材26制成衬板。
表面钝化处理的反应原理为：Zn+H2Cr04→Zn2Cr04+H2↑，分布反应为：Zn→Zn2++2e-、H2Cr04→2H++Cr04 2-、2H++2e-→H2↑、Zn2++Cr04 2-→Zn2Cr04，放出的H2将Cr6+还原成Cr3+，Cr3+则以Cr(0H)3胶体形式沉淀，反应为3H2+Cr6+→2Cr3++6H+、Cr3++30H-→Cr(0H)3↓，Cr(0H)3胶体从溶液中吸附Cr6+构成钝化膜。
表面处理设备包括预处理架1和钝化处理架2，钝化处理架2内部固定有一个反应箱18，预处理架1顶部依次固定安装有横向液压泵3、喷砂架5、冲刷架9、吸附架13，横向液压泵3一端连接有一根横向液压杆4，横向液压杆4一端连接有纵向液压泵19，纵向液压泵19底部连接有一根纵向液压杆20，纵向液压杆20底端连接有箱体28，箱体28内部固定安装有驱动电机21，驱动电机21侧壁上连接有一根驱动轴22，驱动轴22一端连接有一个吸泵23，吸泵23通过两根贯穿箱体28侧壁的导管24连接吸附盘25，吸附盘25在吸泵23启动时吸附板材26，喷砂架5顶部固定安装有喷砂机7，喷砂机7底部连接有喷盘8，喷盘8正下方设置有回收箱6，冲刷架9顶部侧壁上固定安装有水泵10，水泵10管道连接冲刷架9以及朝向预处理架1的喷头11，喷头11正下方设置有收集箱12，吸附架13上下两侧内壁上均固定安装有一个气泵15，两个气泵15相邻侧壁上均通过两根气动伸缩杆16连接一个单独的吸盘14，两个吸盘14均通过管道与位于吸附架13底部的侧箱17相连接，侧箱17管道连接位于预处理架1侧壁上的吸气泵27。
吸附盘25通过驱动轴22与箱体28之间转动连接，箱体28通过纵向液压杆20与纵向液压泵19之间转动连接，纵向液压泵19连带着箱体28通过横向液压杆4与横向液压泵3之间活动连接。
两个吸盘14之间通过气动伸缩杆16活动连接。
实施例2
本发明在使用时：首先制备用于提升衬板强度的碳化钛合金管，具体步骤为：
首先，按重量份将10-11份Ti，1-2份C，2-3份Co，0.1-0.5份MO，0.3-0.5份Al投入感应炉中，关闭炉门后将感应炉温度升至2620-2650℃并保持1-2h，待Ti、C、Co、MO、Al全部热熔后，继续加入0.01-0.03份Na，0.01-0.02份Ca，0.01-0.02份Mg，保持感应炉内部温度并持续2-3h得到浇筑熔浆；
随后，将浇筑熔浆浇筑到碳化钛合金管模具的管状模仓内部，碳化钛合金管模具的管状模仓直径大小为2-3cm，冷却成型后取出碳化钛合金管，根据衬板长度对碳化钛合金管进行切割，保证每根碳化钛合金管的长度均小于衬板3-5cm；
随后进行衬板的制备，具体步骤为：
首先，按重量份将1-2份锌块、6-7份废钢、2-3.5份铬锭、5-5.5份生铁、1.5-1.8份硼砂和0.5-0.6份锰锭投入热熔炉中，将炉内温度升至1550-1630℃，热熔2-3h至废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭全部熔化后，继续加入3-3.5份镁锭、4-4.5份碳粉及1-1.8份硅粉，将热熔炉中中温度升至1680-1700℃保温3-4h得到浇注料；
其次，将浇注料浇筑到衬板模具的模仓内部，完成后将竖起衬板模具从浇筑口往模仓内部插入碳化钛合金管，碳化钛合金管的插入方式为：碳化钛合金管的管与管之间保持3-5cm间距，均为竖直插入，并且完全没入浇注料内部，由于碳化钛合金管的熔点高于1700℃，从而碳化钛合金管不会受热熔化，随后对衬板模具进行水冷得到预成型衬板，再将预成型衬板放入热熔炉中由常温升至450℃维持2h，继续升温至550℃并维持1.5h，随后继续升温至650℃维持1.5h，再升温至750℃维持1h，随后升温至1000℃后放入常温的水中冷却，得到板材26，利用碳化钛合金管分布在衬板内部来起到类似于骨架的作用，并且由于碳化钛合金管为硬质合金，并且碳化钛合金管具有高硬度、耐腐蚀、热稳定性好的特点，从而使得衬板的强度大大提升；
紧接着，取出板材26并且送至表面处理设备上进行表面处理，首先，将待表面处理的板材26放入回收箱6内部，启动吸泵23，吸泵23利用吸附盘25来吸附板材26，随后启动驱动电机21、喷砂机7，喷砂机7从喷盘8往板材26表面喷砂，驱动电机21通过驱动轴22来带动板材26旋转，实现边旋转边喷砂处理，完成喷砂后板材26表面形成磨砂层，磨砂层的存在一方面能够使得板材26表面呈现出带有小凹孔的不光滑面，以此来提升衬板的耐磨性能，另一方面辅助后续的表面钝化处理，利用磨砂层的小凹孔来提升表面钝化处理形成的钝化膜能够更加牢固的附着在板材26表面；
随后，启动横向液压泵3，驱动电机21保持运作，横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来带动板材26移至收集箱12内部，此时，启动水泵10，利用水泵10将冲刷架9顶部储存的清水抽至喷头11，由喷头11喷出清水对板材26表面进行冲刷，将喷砂时产生的碎屑以及砂石冲入收集箱12，利用冲刷架9来对完成喷砂处理的板材26进行表面初步的清洁，从而避免喷砂时残留的碎屑砂石影响后续表面钝化处理的效果；
随后在完成冲刷后，利用驱动电机21驱动驱动轴22转动来将板材26旋转至与预处理架1平行的状态，关闭驱动电机21，继续利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材26移动至吸附架13内部，此时启动吸气泵27、两个气泵15，利用气泵15驱动气动伸缩杆16的伸长来使两个吸盘14与板材26表面相接触，利用吸气泵27产生吸力来将板材26表面凹孔内部残留的砂石、碎屑吸入侧箱17内部，由于吸附架13的存在，使得板材26经过冲刷后仍然残留在其表面的碎屑、砂石能够得到彻底的吸附处理；
随后，继续利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材26移动至钝化处理架2上方并且启动纵向液压泵19，利用纵向液压泵19驱动纵向液压杆20伸长来将板材26送入反应箱18内部进行表面钝化处理，并且启动驱动电机21带动板材26在反应箱18内部翻转30min，反应箱18内部为浓度为30％的铬酸盐溶液，板材26表面存在的锌在铬酸盐溶液中形成铬酸盐并且转化钝化膜附着在板材26表面，表面钝化处理的反应原理为：Zn+H2Cr04→Zn2Cr04+H2↑，分布反应为：Zn→Zn2++2e-、H2Cr04→2H++Cr04 2-、2H++2e-→H2↑、Zn2++Cr04 2-→Zn2Cr04，放出的H2将Cr6+还原成Cr3+，Cr3+则以Cr(0H)3胶体形式沉淀，反应为3H2+Cr6+→2Cr3++6H+、Cr3++30H-→Cr(0H)3↓，Cr(0H)3胶体从溶液中吸附Cr6+构成钝化膜，由于钝化膜的存在，使得板材26具有极强的耐腐蚀性能，从而大大提升板材26的使用寿命；
最终，先利用驱动电机21将板材26调整至与预处理架1平行的状态并关闭驱动电机21，利用纵向液压泵19来复位纵向液压杆20，利用横向液压泵3驱动横向液压杆4收缩来将板材带入冲刷架9内部冲刷，再利用横向液压泵3驱动横向液压杆4伸长来将板材带入吸附架13内部进行表面凹孔残留物吸附处理，完成后即可取下板材26制成衬板，制得具有高强度、耐磨、抗腐蚀性能均极佳的衬板。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，其特征在于：该种高强度耐磨抗腐蚀衬板由以下原料制备得到：
锌块、废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭、镁锭、碳粉、硅粉和碳化钛合金管；
所述碳化钽铪合金管按重量份计，包括：Ti：10-11份，C：1-2份，Co：2-3份，MO：0.1-0.5份，Al：0.3-0.5份，Na：0.01-0.03份，Ca：0.01-0.02份，Mg：0.01-0.02份；
所述碳化钛合金管的制备工艺包括如下步骤：
S1：按重量份将10-11份Ti，1-2份C，2-3份Co，0.1-0.5份MO，0.3-0.5份Al投入感应炉中，关闭炉门后将感应炉温度升至2620-2650℃并保持1-2h，待Ti、C、Co、MO、Al全部热熔后，继续加入0.01-0.03份Na，0.01-0.02份Ca，0.01-0.02份Mg，保持感应炉内部温度并持续2-3h得到浇筑熔浆；
S2：将浇筑熔浆浇筑到碳化钛合金管模具的管状模仓内部，碳化钛合金管模具的管状模仓直径大小为2-3cm，冷却成型后取出碳化钛合金管，根据衬板长度对碳化钛合金管进行切割，保证每根碳化钛合金管的长度均小于衬板3-5cm；
该种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺包括如下步骤：
步骤一：按重量份将1-2份锌块、6-7份废钢、2-3.5份铬锭、5-5.5份生铁、1.5-1.8份硼砂和0.5-0.6份锰锭投入热熔炉中，将炉内温度升至1550-1630℃，热熔2-3h至废钢、铬锭、生铁、硼砂、锰锭全部熔化后，继续加入3-3.5份镁锭、4-4.5份碳粉及1-1.8份硅粉，将热熔炉中中温度升至1680-1700℃保温3-4h得到浇注料；
步骤二：将浇注料浇筑到衬板模具的模仓内部，完成后将竖起衬板模具从浇筑口往模仓内部插入碳化钛合金管，碳化钛合金管的插入方式为：碳化钛合金管的管与管之间保持3-5cm间距，均为竖直插入，并且完全没入浇注料内部，随后对衬板模具进行水冷得到预成型衬板，再将预成型衬板放入热熔炉中由常温升至450℃维持2h，继续升温至550℃并维持1.5h，随后继续升温至650℃维持1.5h，再升温至750℃维持1h，随后升温至1000℃后放入常温的水中冷却，得到板材(26)；
步骤三：取出板材(26)并且送至表面处理设备上进行表面处理，首先，将待表面处理的板材(26)放入回收箱(6)内部，启动吸泵(23)，吸泵(23)利用吸附盘(25)来吸附板材(26)，随后启动驱动电机(21)、喷砂机(7)，喷砂机(7)从喷盘(8)往板材(26)表面喷砂，驱动电机(21)通过驱动轴(22)来带动板材(26)旋转，实现边旋转边喷砂处理，完成喷砂后板材(26)表面形成磨砂层；
其次，启动横向液压泵(3)，驱动电机(21)保持运作，横向液压泵(3)驱动横向液压杆(4)伸长来带动板材(26)移至收集箱(12)内部，此时，启动水泵(10)，利用水泵(10)将冲刷架(9)顶部储存的清水抽至喷头(11)，由喷头(11)喷出清水对板材(26)表面进行冲刷，将喷砂时产生的碎屑以及砂石冲入收集箱(12)；
紧接着，完成冲刷后，利用驱动电机(21)驱动驱动轴(22)转动来将板材(26)旋转至与预处理架(1)平行的状态，关闭驱动电机(21)，继续利用横向液压泵(3)驱动横向液压杆(4)伸长来将板材(26)移动至吸附架(13)内部，此时启动吸气泵(27)、两个气泵(15)，利用气泵(15)驱动气动伸缩杆(16)的伸长来使两个吸盘(14)与板材(26)表面相接触，利用吸气泵(27)产生吸力来将板材(26)表面凹孔内部残留的砂石、碎屑吸入侧箱(17)内部；
随后，继续利用横向液压泵(3)驱动横向液压杆(4)伸长来将板材(26)移动至钝化处理架(2)上方并且启动纵向液压泵(19)，利用纵向液压泵(19)驱动纵向液压杆(20)伸长来将板材(26)送入反应箱(18)内部进行表面钝化处理，并且启动驱动电机(21)带动板材(26)在反应箱(18)内部翻转30min，反应箱(18)内部为浓度为30％的铬酸盐溶液，板材(26)表面存在的锌在铬酸盐溶液中形成铬酸盐并且转化钝化膜附着在板材(26)表面；
最终，先利用驱动电机(21)将板材(26)调整至与预处理架(1)平行的状态并关闭驱动电机(21)，利用纵向液压泵(19)来复位纵向液压杆(20)，利用横向液压泵(3)驱动横向液压杆(4)收缩来将板材带入冲刷架(9)内部冲刷，再利用横向液压泵(3)驱动横向液压杆(4)伸长来将板材带入吸附架(13)内部进行表面凹孔残留物吸附处理，完成后即可取下板材(26)制成衬板。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，其特征在于：表面钝化处理的反应原理为：Zn+H2Cr04→Zn2Cr04+H2↑，分布反应为：Zn→Zn2++2e-、H2Cr04→2H++Cr04 2-、2H++2e-→H2↑、Zn2++Cr04 2-→Zn2Cr04，放出的H2将Cr6+还原成Cr3+，Cr3+则以Cr(0H)3胶体形式沉淀，反应为3H2+Cr6+→2Cr3++6H+、Cr3++30H-→Cr(0H)3↓，Cr(0H)3胶体从溶液中吸附Cr6+构成钝化膜。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，其特征在于：所述表面处理设备包括预处理架(1)和钝化处理架(2)，钝化处理架(2)内部固定有一个反应箱(18)，预处理架(1)顶部依次固定安装有横向液压泵(3)、喷砂架(5)、冲刷架(9)、吸附架(13)，横向液压泵(3)一端连接有一根横向液压杆(4)，横向液压杆(4)一端连接有纵向液压泵(19)，纵向液压泵(19)底部连接有一根纵向液压杆(20)，纵向液压杆(20)底端连接有箱体(28)，箱体(28)内部固定安装有驱动电机(21)，驱动电机(21)侧壁上连接有一根驱动轴(22)，驱动轴(22)一端连接有一个吸泵(23)，吸泵(23)通过两根贯穿箱体(28)侧壁的导管(24)连接吸附盘(25)，吸附盘(25)在吸泵(23)启动时吸附板材(26)，喷砂架(5)顶部固定安装有喷砂机(7)，喷砂机(7)底部连接有喷盘(8)，喷盘(8)正下方设置有回收箱(6)，冲刷架(9)顶部侧壁上固定安装有水泵(10)，水泵(10)管道连接冲刷架(9)以及朝向预处理架(1)的喷头(11)，喷头(11)正下方设置有收集箱(12)，吸附架(13)上下两侧内壁上均固定安装有一个气泵(15)，两个气泵(15)相邻侧壁上均通过两根气动伸缩杆(16)连接一个单独的吸盘(14)，两个吸盘(14)均通过管道与位于吸附架(13)底部的侧箱(17)相连接，侧箱(17)管道连接位于预处理架(1)侧壁上的吸气泵(27)。
4.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，其特征在于：所述吸附盘(25)通过驱动轴(22)与箱体(28)之间转动连接，箱体(28)通过纵向液压杆(20)与纵向液压泵(19)之间转动连接，纵向液压(19)连带着箱体(28)通过横向液压杆(4)与横向液压泵(3)之间活动连接。
5.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨抗腐蚀衬板的制备工艺，其特征在于：两个所述吸盘(14)之间通过气动伸缩杆(16)活动连接。
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2019
- 2019-09-04 CN CN201910832882.0A patent/CN110523956A/zh active Pending
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