CN110575868A - 辊压机用复合柱钉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辊压机用复合柱钉，包括有伸出到辊面外的高硬度碳化物头部和位于压辊内且部分嵌入到压辊柱钉孔内的高韧性碳化物底部，高韧性碳化物底部的顶端为山丘状凸起结构、高硬度碳化物头部的底端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构或高硬度碳化物头部的底端为山丘状凸起结构、高韧性碳化物底部的顶端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构，山丘状凸起伸入到凹槽内且高韧性碳化物底部的顶端面和高硬度碳化物头部的底端面紧密接触连接。本发明复合柱钉其头部采用高硬度硬质合金满足耐磨性要求，底部采用韧性较高的硬质合金，消减集中应力，同时也降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及辊压粉磨设备中的辊压机领域，具体是一种辊压机用复合柱钉。
背景技术
辊压机，又称高压辊磨机。由于其高效节能的特点，自2000年后在水泥等行业被广泛应用，与纯球磨机粉磨系统相比，可使系统增产50-200%，节电20-40%，节约了能源、降低了水泥生产用电。在金属矿物加工领域，采用高压辊磨机的粉磨系统较传统粉磨系统可以实现提前抛尾，增产幅度达40-70%，单位电耗降低20-35%。且高压辊磨机具有提高矿石易磨性、提高金属浸出率，提高矿物解离率以及浮选回收率的优点，符合国家节能减排的要求，从而实现可持续发展。
高压辊磨机的辊面属于易磨损部件，近些年各厂商一直致力于提高辊面的耐磨性从而达到延长使用寿命的目的。早期的辊面多采用耐磨材料堆焊的形式，近些年柱钉辊面逐渐推广开来，其辊面采用普通钢材质，在辊面按照一定的规律钻有沉孔，并将耐磨性极好的硬质柱钉镶嵌其中，柱钉头部高出辊面2-5mm。工作时，主要由高强度的柱钉与物料挤压接触，承受最高的挤压力，柱钉之间的缝隙为普通钢材质的辊面，不仅承受的压力远远小于柱钉，同时因为其凹陷结构使得表面覆盖一层料衬，实现了对辊面的保护。因此，这种柱钉辊面的应用大幅提高了辊面的使用寿命。
柱钉辊面的一个重要问题在于极高硬度的柱钉与普通钢材质的辊面如何合理的融合。为了获得较高的耐磨性，柱钉通常选用碳化物材质，其特点是硬度高，耐磨性好，但是同时其韧性较差，由于其镶嵌在柱钉孔内部，柱钉孔为普通钢材质，易造成柱钉孔内部应力集中从而发生鼓包、剥落等现象。另一方面，柱钉仅头部与物料接触进行压辊作用，其位于压辊内的部分并不发挥耐磨作用，采用价格很高的硬质合金造成材料浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种辊压机用复合柱钉，其头部采用高硬度硬质合金满足耐磨性要求，底部采用韧性较高的硬质合金，消减集中应力，同时也降低成本。
本发明的技术方案为：
辊压机用复合柱钉，包括有伸出到辊面外的高硬度碳化物头部和位于压辊内且部分嵌入到压辊柱钉孔内的高韧性碳化物底部，所述的高韧性碳化物底部的顶端为山丘状凸起结构、高硬度碳化物头部的底端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构或所述的高硬度碳化物头部的底端为山丘状凸起结构、高韧性碳化物底部的顶端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构，所述的山丘状凸起伸入到凹槽内且高韧性碳化物底部的顶端面和高硬度碳化物头部的底端面紧密接触连接。
所述的山丘状凸起的顶端至底端之间的轴向高度不小于复合柱钉直径的1/4。
所述的高硬度碳化物头部为基材为高硬度钴结碳化钨基合金头部、高硬度镍结碳化钨基合金头部、高硬度钴结碳化钛基合金头部、高硬度镍结碳化钛基合金头部、高硬度钨钛钴合金头部或高硬度钨钛镍合金头部。
所述的高韧性碳化物底部为高韧性铁结碳化钛基合金底部。
所述的高硬度碳化物头部和高韧性碳化物底部的体积比为0.5-2:1。
所述的高硬度碳化物头部和高韧性碳化物底部之间形成混合过渡区域，混合过渡区域的厚度不小于0.1mm。
本发明的优点：
（1）、本发明的复合柱钉其头部采用高硬度硬质合金，从而满足了柱钉耐磨性的要求，底部采用韧性较高的硬质合金，韧性较高的硬质合金与压辊的柱钉孔更好的融合，消减集中应力，同时也降低成本；
（2）、本发明的头部和底部充分融合，且形成混合过渡区域，混合过渡区域的厚度不小于0.1mm，不会产生材质分离现象，且提高了柱钉的横向断裂强度；
（3）、本发明高韧性碳化物底部的顶端和高硬度碳化物头部的底端之间采用山丘形凸起的接触连接结构，且山丘状凸起的顶端至底端之间的轴向高度不小于复合柱钉直径的1/4，从而提高了柱钉的抗弯强度、不易断裂。
附图说明
图1是本发明的结构示意图一。
图2是本发明的结构示意图二。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1和图2，辊压机用复合柱钉，包括有伸出到辊面外的高硬度碳化物头部1和位于压辊内且部分嵌入到压辊柱钉孔内的高韧性碳化物底部2，高韧性碳化物2底部的顶端为山丘状凸起结构、高硬度碳化物头部1的底端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构（见图1）或高硬度碳化物头部1的底端为山丘状凸起结构、高韧性碳化物底部2的顶端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构（见图2），山丘状凸起伸入到凹槽内且高韧性碳化物底部2的顶端面和高硬度碳化物头部1的底端面紧密接触连接，高硬度碳化物头部1和高韧性碳化物底部2之间形成混合过渡区域，混合过渡区域的厚度不小于0.1mm。
其中，高硬度碳化物头部1和高韧性碳化物底部2的体积比为0.5-2:1，保证高硬度碳化物头部1高出辊面2-5mm，山丘状凸起的顶端至底端之间的轴向高度h不小于复合柱钉直径D的1/4。
高硬度碳化物头部1为基材为高硬度钴结碳化钨基合金头部、高硬度镍结碳化钨基合金头部、高硬度钴结碳化钛基合金头部、高硬度镍结碳化钛基合金头部、高硬度钨钛钴合金头部或高硬度钨钛镍合金头部，即复合柱钉的头部采用黏结相为钴和镍中的一种或两种、基材为碳化钨和碳化钛中的一种或两种的高硬度合金材料制成；高韧性碳化物底部2为高韧性铁结碳化钛基合金底部，即复合柱钉的底部采用黏结相为铁、基材为碳化钛的高韧性合金材料制成。
复合柱钉的加工步骤：
首先将高韧性合金粉末加入到模具中，在压力下压制成型，随后将高硬度合金粉末加入到模具中并在压力下压制成型，压制完成后将压胚进行烧结，在两种材料的结合面上，粉末自然烧结熔融形成混合过渡区域，从而获得复合柱钉。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.辊压机用复合柱钉，其特征在于：包括有伸出到辊面外的高硬度碳化物头部和位于压辊内且部分嵌入到压辊柱钉孔内的高韧性碳化物底部，所述的高韧性碳化物底部的顶端为山丘状凸起结构、高硬度碳化物头部的底端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构或所述的高硬度碳化物头部的底端为山丘状凸起结构、高韧性碳化物底部的顶端为与山丘状凸起配合连接的凹槽结构，所述的山丘状凸起伸入到凹槽内且高韧性碳化物底部的顶端面和高硬度碳化物头部的底端面紧密接触连接。
2.根据权利要求1所述的辊压机用复合柱钉，其特征在于：所述的山丘状凸起的顶端至底端之间的轴向高度不小于复合柱钉直径的1/4。
3.根据权利要求1所述的辊压机用复合柱钉，其特征在于：所述的高硬度碳化物头部为基材为高硬度钴结碳化钨基合金头部、高硬度镍结碳化钨基合金头部、高硬度钴结碳化钛基合金头部、高硬度镍结碳化钛基合金头部、高硬度钨钛钴合金头部或高硬度钨钛镍合金头部。
4.根据权利要求1所述的辊压机用复合柱钉，其特征在于：所述的高韧性碳化物底部为高韧性铁结碳化钛基合金底部。
5.根据权利要求1所述的辊压机用复合柱钉，其特征在于：所述的高硬度碳化物头部和高韧性碳化物底部的体积比为0.5-2:1。
6.根据权利要求1所述的辊压机用复合柱钉，其特征在于：所述的高硬度碳化物头部和高韧性碳化物底部之间形成混合过渡区域，混合过渡区域的厚度不小于0.1mm。
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