CN111283176B - 一种挤压辊的制备方法 - Google Patents

一种挤压辊的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111283176B
CN111283176B CN202010183462.7A CN202010183462A CN111283176B CN 111283176 B CN111283176 B CN 111283176B CN 202010183462 A CN202010183462 A CN 202010183462A CN 111283176 B CN111283176 B CN 111283176B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stud
die
casting
pressure
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010183462.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111283176A (zh
Inventor
蒋业华
向晓龙
周谟金
刘志鹏
曾红斌
牛戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN202010183462.7A priority Critical patent/CN111283176B/zh
Publication of CN111283176A publication Critical patent/CN111283176A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111283176B publication Critical patent/CN111283176B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/04—Casting by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B22D13/101—Moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明属于复合材料制备技术领域，公开了一种挤压辊的制备方法，包括：将陶瓷颗粒与金属粉按按体积比3:1‑5，加入到混粉设备中充分混合；在混合粉体中按质量比3％‑8％加入粘接剂，搅拌均匀后加入到柱钉预制体成型模具中，通过加热固化得到成型柱钉陶瓷预制体；将得到的柱钉陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，浇铸高温金属液，设置一定大小的压力和压铸速度并保压，压力铸渗得到复合材料柱钉；将得到的复合材料柱钉固定到离心机模具中并预热，开启离心机，将金属液注入模具型腔中，待冷却后，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。本发明将压力铸渗技术与离心铸造技术相结合，制备出陶瓷增强金属基复合材料柱钉挤压辊。

Description

一种挤压辊的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种挤压辊的制备方法。
背景技术
目前，随着工业的飞速发展，在水泥、矿山、冶金、电力等各种行业中，材料的磨损越来越严重，传统的单钢铁耐磨材料已经无法满足复杂工况的需求。陶瓷增强金属基复合材料兼具陶瓷颗粒高模量、高比强度、高耐磨性和高热稳定性的特点，以及金属机体良好的韧性、抗冲击能力，生产工艺简单、成本低廉而成为制备耐磨件的理想材料。目前最常用的挤压辊柱钉是采用粉末烧结的方法制备的硬质合金柱钉，然而采用这种制备柱钉的工艺较为复杂，并且成本高，使得硬质合金柱钉挤压辊生产成本高，不能大面积投入使用。针对当前在柱钉式挤压辊中普遍使用的硬质合金柱钉制备成本高，制备过程繁杂，进而直接导致由硬质合金柱钉制备的挤压辊制备成本高昂，制备工艺复杂；对于采用堆焊柱钉的方式制备柱钉式挤压辊的工艺，由于相比于复合材料，纯金属堆焊层耐磨性有限，而直接导致挤压辊的使用寿命降低。此外，相对于传统方式中柱钉与挤压辊辊体机械结合的方式而导致因二者结合力弱发生柱钉脱落的现象。
中国发明专利CN108480646A公开了一种挤压辊的制备方法。其步骤是将陶瓷颗粒、粘接剂、合金粉末充分混合，填充到模具中得到具有蜂窝结构陶瓷预制体，将预制体预热烘干后，拼接成所需要的辊套形状，放入砂型型腔中，浇注金属液进行复合，得到带有蜂窝孔的陶瓷-金属挤压辊辊套，最后对辊套上的蜂窝孔进行加工，使其达到所需精度；并利用粉末烧结工艺得到耐磨柱钉，耐磨柱钉的材质为硬质合金，把硬质合金耐磨柱钉通过过盈配合装配到辊套上，再将辊套套在辊体的外面得到挤压辊。本发明的优点在于解决传统挤压辊易磨损、使用寿命短、维修成本大等问题。但是由于该方法使用的柱钉为硬质合金，并且采用机械紧固的方式将柱钉与基体结合，使得辊套制备成本仍然比较高，而且柱钉与辊套基体结合强度较低，使得柱钉与辊体易发生脱离。中国发明专利CN109865554A公开了一种制备辊压机挤压辊辊套的方法：其方法是在挤压辊辊套的外表面上均布分割加工若干个凹槽，在凹槽内镶焊高出辊体表面1-10mm的耐磨材料。本发明结合了对焊挤压辊和镶钉挤压辊的优势，降低了花纹层从辊体脱离的风险和柱钉脱离辊体的问题。但是由于这种方法使用传统堆焊技术，使得制造成本提高，且耐磨性较差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)目前最常用的挤压辊柱钉的工艺较为复杂，并且成本高，使得硬质合金柱钉挤压辊生产成本高，不能大面积投入使用。
(2)使用的柱钉为硬质合金，采用机械紧固的方式将柱钉与基体结合，使得辊套制备成本仍然比较高，而且柱钉与辊套基体结合强度较低，使得柱钉与辊体易发生脱离。
(3)使用传统堆焊技术，使得制造成本提高，且耐磨性较差。
解决以上问题及缺陷的难度为：硬质合金柱钉挤压辊生产成本高的根本原因在于硬质合金材料价格高昂，因此如不采取价格相对低廉的材料制备柱钉，传统柱钉式挤压辊的生产成本高的问题将难以得到根本的解决。
解决以上问题及缺陷的意义为：
(1)有效降低柱钉的制备成本，进而直接降低挤压辊的成产成本；
(2)陶瓷金属复合材料柱钉耐磨性优异，有效提升挤压辊使用寿命；
(3)采用离心铸造的方式将复合材料柱钉与辊体进行二次复合，提高柱钉与辊体的结合强度，进一步提升挤压辊使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种挤压辊的制备方法。
本发明是这样实现的，一种挤压辊的制备方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷颗粒与金属粉按按体积比3:1-5，加入到混粉设备中充分混合；
(2)在混合粉体中按质量比3％-8％加入粘接剂，搅拌均匀后加入到柱钉预制体成型模具中，通过加热固化得到成型柱钉陶瓷预制体；
(3)将得到的柱钉陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，浇铸高温金属液，设置一定大小的压力和压铸速度并保压，压力铸渗得到复合材料柱钉；
(4)将得到的复合材料柱钉固定到离心机模具中并预热，开启离心机，将金属液注入模具型腔中，待冷却后，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
进一步，所述球磨混粉工艺的混粉时间按照如下公式计算：
Figure BDA0002413354070000031
其中球磨基准时间为6小时，体积球磨系数换算值KV为1，Vm为加入的金属粉体积含量，Vc为加入的陶瓷颗粒的体积含量，粉体粒径球磨系数换算值KR为1.5，Rm为加入的金属粉粒径大小，Rc为加入的陶瓷颗粒粒径大小，粉体密度球磨系数换算值Kρ为1.2，ρm为加入的金属粉的密度，ρc为加入的陶瓷颗粒密度。
进一步，在步骤(1)中，金属粉为纯Fe粉或Ni、Cr、Ti、Fe、Cu、Si、W、Mo、Mn、Al按比例混合而成的合金粉,其粒度为100-600目，陶瓷颗粒为ZTA、B4C、WC、SiC、Al2O3、ZrO2、Y2O3、B4N、Si3N4，其粒度为80-300目。
进一步，在步骤(2)中，粘接剂为铝溶胶、硅溶胶、水玻璃中的一种或多种；预制体成型模具是由在3D打印技术打印的母模中填充液态塑料固化后脱模得到的。
进一步，在步骤(2)中，加热固化的温度为80℃-300℃，固化时间为2-15min。
进一步，在步骤(3)中，浇铸的金属液为高铬铸铁、高锰钢、镍硬铸铁、球磨铸铁、耐磨合金钢中的一种。
进一步，在步骤(3)中，所述预制体预热温度为450℃-950℃，压铸压力为20MPa-90MPa,压铸速度为10mm/s-50mm/s，保压时间为5-30分钟，保压压力为压铸压力的50％-85％。
进一步，在步骤(4)中，浇铸的金属液为高铬铸铁、高锰钢、镍硬铸铁、球磨铸铁、耐磨合金钢中的一种。
进一步，在步骤(4)中，所用的离心模具为蜂窝网状砂型模具，模具预热温度为400℃-900℃，离心机转速为300r/min-900r/min。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
第一、本发明将压力铸渗技术与离心铸造技术相结合，制备出陶瓷增强金属基复合材料柱钉挤压辊；采用压力铸渗技术制备陶瓷增强金属基复合材料柱钉，因此极大地降低了制造成本，而且柱钉致密度高、缺陷少，耐磨性性好、使用寿命长、便于工业化大批量生产等特点；
第二、根据实际工作环境对陶瓷种类、大小，金属基体种类，以及陶瓷与基体金属的比例进行灵活的调整，以更好的满足实际工况的需要；
第三、采用离心铸造技术，得到成型的挤压辊，使得柱钉与滚体结合强度高，不易发生脱落。
第四、本发明中采用将压力铸渗与离心浇铸相结合的方式将压铸成型的陶瓷金属复合材料柱钉与辊体进行二次复合，不仅提升了柱钉的耐磨性，降低了柱钉的生产成本，而且提升了柱钉与辊体之间的结合力，从而有效提升挤压辊的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的压铸成型的柱钉示意图
图2是本发明实施例提供的制备成型后的挤压辊示意图。
图3是本发明实施例提供的产品制备时所用离心蜂窝网状砂型模具示意图。
图4是本发明实施例提供的挤压辊的制备方法的制备流程图。
图5是本发明实施例提供的压铸成型的复合材料柱钉金相图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种挤压辊的制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供一种复合材料柱钉挤压辊的制备方法，该工艺可以快速制备出耐磨性高、使用寿命长、成本低廉、便于工业化大批量生产的复合材料柱钉高应力挤压辊。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。一种复合材料柱钉挤压辊的制备方法，该方法具体步骤如下：
(1)将陶瓷颗粒与金属粉按体积比3:1-5的比例加入到高能球磨设备中经液体球磨介质充分混合，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间；
Figure BDA0002413354070000051
其中球磨基准时间为6小时，体积球磨系数换算值KV为1，Vm为加入的金属粉体积含量，Vc为加入的陶瓷颗粒的体积含量，粉体粒径球磨系数换算值KR为1.5，Rm为加入的金属粉粒径大小，Rc为加入的陶瓷颗粒粒径大小，粉体密度球磨系数换算值Kρ为1.2，ρm为加入的金属粉的密度，ρc为加入的陶瓷颗粒密度；
(2)在混合粉体中按质量比3％-8％加入粘接剂，搅拌均匀后加入到预制体成型模具中，通过加热固化得到成型陶瓷预制体，加热固化温度为80℃-200℃，保温时间为2-10分钟；
(3)将得到的陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为450℃-950℃，浇铸高温金属液，设置一定大小的压力和压铸速度，压力铸渗得到复合材料柱钉；
(4)将得到的复合材料柱钉固定到离心机中的蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为400℃-900℃，控制离心机转速为300r/min-900r/min,浇铸高温金属液，待冷却至室温，将挤压辊从模具中取出，落沙得到复合材料柱钉挤压辊；
所述步骤(1)中，金属粉为纯Fe粉或Ni、Cr、Ti、Fe、Cu、Si、W、Mo、Mn、Al按比例混合而成的合金粉,其粒度为100-600目，陶瓷颗粒为ZTA(ZrO2增韧Al2O3)、B4C、WC、SiC、Al2O3、ZrO2、Y2O3、B4N、Si3N4，其粒度为80-300目。
所述步骤(2)中，粘接剂为铝溶胶、硅溶胶、水玻璃中的一种或多种；预制体成型模具是由在3D打印技术打印的母模中填充液态塑料固化后脱模得到的；固化的温度为80℃-300℃，固化时间为3-15min。
所述步骤(3)中，浇铸的金属液为高铬铸铁、高锰钢、镍硬铸铁、球磨铸铁、耐磨合金钢中的一种；压铸压力为20MPa-90MPa,压铸速度为10mm/s-50mm/s，保压15-30分钟，保压压力为压铸压力的50％-85％。
所述步骤(4)中，浇铸的金属液为高铬铸铁、高锰钢、镍硬铸铁、球磨铸铁、耐磨合金钢中的一种
为了克服传统硬质合金柱钉挤压辊制备工艺复杂、成本高昂、耐磨性不高，难以大批量工业化生产等问题，本发明先采用压力铸渗制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料柱钉，再用离心铸造的方法将压力铸渗制备的陶瓷颗粒增强金属基复合材料柱钉与辊皮二次复合制备复合材料柱钉挤压辊。该方法不仅大幅降低了制造成本，同时有效提高了挤压辊的耐磨性，为大批量工业化生产提供可能。
实施例1
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将100目的ZTA陶瓷颗粒与500目碳素铬铁粉按体积比3:2的比例加入到球磨设备中，根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨17.3小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入5％的铝溶胶，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至150℃固化，保温5分钟，脱模后得到成型的ZTA陶瓷预制体；
(3)将成型后的ZTA陶瓷预制体固定到压铸模具中并将模具预热至400℃，陶瓷预制体预热至650℃，浇铸高铬铸铁金属液，压铸机压铸的压力为50MPa，压铸速度为15mm/s，在35MPa压力下保压10分钟，脱模后得到ZTA颗粒增高铬铸铁基复合材料柱钉；
(4)将得到的ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为300r/min,浇铸球墨铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例2
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将110目的ZTA陶瓷颗粒与270目高铬铸铁粉按体积比3:1的比例加入到球磨设备中，根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨14.9小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入6％的铝溶胶，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至160℃固化，保温3分钟，脱模后得到成型的ZTA陶瓷预制体；
(3)将成型后的ZTA陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为850℃，浇铸镍硬铸铁金属液，压铸机压铸的压力为75MPa，压铸速度为18mm/s，在50MPa压力下保压8分钟，脱模后得到ZTA颗粒增强镍硬铸铁基复合材料柱钉；
(4)将得到的ZTA颗粒增强镍硬铸铁基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为300r/min,浇铸球墨铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例3
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将80目的WC陶瓷颗粒与200目还原铁粉按体积比3:2的比例加入到球磨球磨设备中，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨13.9小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入6％的水玻璃，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至150℃固化，保温6分钟，脱模后得到成型的WC陶瓷预制体；
(3)将成型后的WC陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为600℃，浇铸高铬铸铁金属液，压铸机压铸的压力为80MPa，压铸速度为20mm/s，在60MPa压力下保压10分钟，脱模后得到WC陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉；
(4)将得到的WC陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为600r/min,浇铸高铬铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例4
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将150目的SiC陶瓷颗粒与300目还原铁粉按体积比3:2的比例加入到球磨设备中，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨12.8小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入5％的硅溶胶，搅拌均匀后加入到耐热树脂模具中，通过加热至120℃固化保温8分钟，脱模后得到成型的SiC陶瓷预制体；
(3)将成型后的SiC陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为750℃，浇铸高铬铸铁金属液，压铸机压铸的压力为85MPa，压铸速度为18mm/s，在70MPa压力下保压12分钟，脱模后得到SiC陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉；
(4)将得到的SiC陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为300r/min,浇铸球墨铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例5
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将180目的ZTA陶瓷颗粒与200目Ni60自熔镍粉按体积比3:2的比例加入到球磨设备中，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨12.5小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入6％的水玻璃，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至180℃固化，保温5分钟，脱模后得到成型的ZTA陶瓷预制体；
(3)将成型后的ZTA陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为650℃，浇铸中铬合金钢金属液，压铸机压铸的压力为70MPa，压铸速度为30mm/s，在55MPa压力下保压6分钟，脱模后得到ZTA颗粒增强中铬合金钢基复合材料柱钉；
(4)将得到的ZTA陶瓷颗粒增强中铬合金钢基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为300r/min,浇铸球墨铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例6
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将200目的Al2O3陶瓷颗粒与500目高铬铸铁粉体按体积比3:5的比例加入到高能球磨设备中，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨14.1小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入3％的铝溶胶，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至160℃固化，保温7分钟，脱模后得到成型的Al2O3陶瓷预制体；
(3)将成型后的Al2O3陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为850℃，浇铸高铬铸铁金属液，压铸机压铸的压力为75MPa，压铸速度为25mm/s，在65MPa压力下保压10分钟，脱模后得到Al2O3颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉；
(4)将得到的Al2O3陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为600℃，启动离心机，控制离心机转速为300r/min,浇铸球墨铸铁金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
实施例7
该复合材料柱钉挤压辊制备方法，具体步骤如下：
(1)将180目的ZTA陶瓷颗粒与250目还原铁粉按体积比1:2的比例加入到球磨设备中，并根据陶瓷颗粒与金属粉体球磨时间计算公式得到球磨时间，以无水乙醇为球磨介质湿磨12.9小时；
(2)在混合粉体中按质量比加入5％的水玻璃，搅拌均匀后加入到硅胶模具中，通过加热至120℃固化，保温5分钟，脱模后得到成型的ZTA陶瓷预制体；
(3)将成型后的ZTA陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，预热温度为950℃，浇铸ZGCr13SiMo金属液，压铸机压铸的压力为60MPa，压铸速度为20mm/s，在50MPa压力下保压7分钟，脱模后得到ZTA颗粒增强ZGCr13SiMo基复合材料柱钉；
(4)将得到的ZTA颗粒增强ZGCr13SiMo基复合材料柱钉固定到离心蜂窝网状砂型模具中并预热，预热温度为900℃，启动离心机，控制离心机转速为800r/min,浇高锰钢金属液，保持离心机转速直至冷却至800℃-1000℃，将挤压辊从模具中取出，冷却至室温，落沙得到复合材料柱钉挤压辊。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种挤压辊的制备方法，其特征在于，所述挤压辊的制备方法包括以下步骤：
(1)将陶瓷颗粒与金属粉按体积比3:1-5，加入到混粉设备中充分混合；
(2)在混合粉体中按质量比3％-8％加入粘接剂，搅拌均匀后加入到柱钉预制体成型模具中，通过加热固化得到成型柱钉陶瓷预制体；
(3)将得到的柱钉陶瓷预制体固定到压铸模具中并预热，浇铸高温金属液，设置一定大小的压力和压铸速度并保压，压力铸渗得到复合材料柱钉；
(4)将得到的复合材料柱钉固定到离心机模具中并预热，开启离心机，将金属液注入模具型腔中，待冷却后，落砂得到复合材料柱钉挤压辊；
球磨混粉工艺的球磨时间按照如下公式计算：
Figure FDA0003235922760000011
其中球磨基准时间为6小时，体积球磨系数换算值KV为1，Vm为加入的金属粉体积含量，Vc为加入的陶瓷颗粒的体积含量，粉体粒径球磨系数换算值KR为1.5，Rm为加入的金属粉粒径大小，Rc为加入的陶瓷颗粒粒径大小，粉体密度球磨系数换算值Kρ为1.2，ρm为加入的金属粉的密度，ρc为加入的陶瓷颗粒密度；
在步骤(2)中，加热固化的温度为80℃-300℃，固化时间为2min-15min；
在步骤(3)中，所述预制体预热温度为450℃-950℃，压铸压力为20MPa-90MPa,压铸速度为10mm/s-50mm/s，保压时间为5min-30min，保压压力为压铸压力的50％-85％。
2.如权利要求1所述的挤压辊的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，浇铸的金属液为高铬铸铁、高锰钢、镍硬铸铁、球磨铸铁、耐磨合金钢中的一种。
3.如权利要求1所述的挤压辊的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所用的离心模具为蜂窝网状砂型模具，模具预热温度为400℃-900℃，离心机转速为300r/min-900r/min。
CN202010183462.7A 2020-03-16 2020-03-16 一种挤压辊的制备方法 Active CN111283176B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183462.7A CN111283176B (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种挤压辊的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183462.7A CN111283176B (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种挤压辊的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111283176A CN111283176A (zh) 2020-06-16
CN111283176B true CN111283176B (zh) 2021-12-07

Family

ID=71027128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010183462.7A Active CN111283176B (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种挤压辊的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111283176B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112658229B (zh) * 2020-11-27 2022-07-05 中国船舶重工集团公司第十二研究所 一种zta陶瓷增强耐磨零件的制备方法
CN113106318B (zh) * 2021-04-09 2023-06-27 昆明理工大学 一种wc预制体结构增强铁基复合材料及其制备方法
CN114570482B (zh) * 2022-02-08 2023-05-09 徐州徐工矿业机械有限公司 一种三液双相双金属-zta陶瓷复合材料反击式破碎机板锤及其制造方法
CN116079027B (zh) * 2022-12-05 2024-02-06 桐乡磊石微粉有限公司 一种玻纤行业用离心铸造金属陶瓷复合磨辊的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6114064A (ja) * 1984-06-27 1986-01-22 Kubota Ltd セラミツクス−金属複合体の製造法
JP2641438B2 (ja) * 1987-02-26 1997-08-13 アイシン精機株式会社 多孔質部を有するメタル砥石の遠心焼成法
CN104399930A (zh) * 2014-11-04 2015-03-11 昆明理工大学 一种离心铸造陶瓷-金属蜂窝复合材料立磨磨辊的方法
CN106513107A (zh) * 2016-11-15 2017-03-22 昆明理工大学 一种复合挤压辊及其制备方法
CN107457536A (zh) * 2017-08-24 2017-12-12 昆明理工大学 一种陶瓷增强金属基复合挤压辊的制作工艺
CN109972044A (zh) * 2018-11-28 2019-07-05 昆明理工大学 一种耐磨复合材料斗齿及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355932A (en) * 1992-03-06 1994-10-18 Hitachi Metals, Ltd. Method of producing a compound roll
CN102251187B (zh) * 2011-07-19 2013-05-15 中材装备集团有限公司 一种含有高速钢的挤压辊的生产方法
CN104625987B (zh) * 2015-02-06 2018-05-29 贵阳高新恒至磨料磨具厂 一种抛光轮的生产配方方法
CN205868388U (zh) * 2016-07-15 2017-01-11 北京奥邦新材料有限公司 挤压辊套
CN106040347B (zh) * 2016-07-15 2017-04-05 北京奥邦新材料有限公司 挤压辊套及其制造方法
CN106735101B (zh) * 2016-11-10 2018-07-17 西安交通大学 一种基于化学法活化处理的zta颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法
CN106881671B (zh) * 2017-02-24 2020-01-17 蓝思科技（长沙）有限公司 一种多层钎焊金刚石工具及其制备方法
CN110872655B (zh) * 2018-09-02 2022-02-08 张志国 一种长柱状陶瓷颗粒增强体金属基复合耐磨材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6114064A (ja) * 1984-06-27 1986-01-22 Kubota Ltd セラミツクス−金属複合体の製造法
JP2641438B2 (ja) * 1987-02-26 1997-08-13 アイシン精機株式会社 多孔質部を有するメタル砥石の遠心焼成法
CN104399930A (zh) * 2014-11-04 2015-03-11 昆明理工大学 一种离心铸造陶瓷-金属蜂窝复合材料立磨磨辊的方法
CN106513107A (zh) * 2016-11-15 2017-03-22 昆明理工大学 一种复合挤压辊及其制备方法
CN107457536A (zh) * 2017-08-24 2017-12-12 昆明理工大学 一种陶瓷增强金属基复合挤压辊的制作工艺
CN109972044A (zh) * 2018-11-28 2019-07-05 昆明理工大学 一种耐磨复合材料斗齿及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111283176A (zh) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111283176B (zh) 一种挤压辊的制备方法
CN103785841B (zh) 一种浆料涂挂zta增强钢铁基复合耐磨件的制备方法
CN104399930B (zh) 一种离心铸造陶瓷-金属蜂窝复合材料立磨磨辊的方法
CN102489686B (zh) 消失模铸造陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料的制备方法
CN101837444B (zh) 一种高锰钢基SiC陶瓷颗粒复合材料的制备方法
CN109053215B (zh) 一种Fe-Cr-Ni-Ti微粉包覆下蜂窝状ZTA陶瓷预制体及其制备和应用
CN102861905B (zh) 一种氧化铝金属陶瓷增强铁基复合材料的制备方法
CN107150111B (zh) 一种离心铸造制备耐磨挤压辊辊套的工艺方法
CN103331429B (zh) 陶瓷金属复合预制体的制备方法
CN108453243A (zh) 一种陶瓷金属复合材料制备方法
CN107587043A (zh) 反应诱导浸渗陶瓷颗粒增强钢基复合材料锤头的制备方法
CN105127409A (zh) 一种可重复使用免预热长水口及其制造方法
CN106367661A (zh) 一种颗粒增强铁基表面复合材料的制备方法
CN109338206A (zh) 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合破碎壁的制备方法
CN109317644A (zh) 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合衬板的制备方法
CN104148618A (zh) 一种TiC基硬质合金网格复合增强磨辊
CN109663900B (zh) 一种钢铁基复合板锤及其制备方法
CN106631050A (zh) 一种结构均匀免清扫的透气砖及其制作方法
CN109020603B (zh) 一种Cu-Ti合金微粉包覆下多孔ZTA陶瓷预制体及其制备和应用
CN102029369A (zh) 一种SiC颗粒-铝合金复合材料缸套的制备方法
CN109439950A (zh) 一种钢基复合锤头及其制备方法
CN103386460B (zh) 一种梯度复合耐磨圆锥衬板的制备工艺
CN109396395B (zh) 一种铁基复合磨辊及其制备方法
CN105618712B (zh) 一种氧化物陶瓷增强钢铁基复合材料及其制备方法
CN109095899A (zh) 一种氧化铝基陶瓷颗粒预制体的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant