CN115156540A - 一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，涉及磨辊技术领域，包括如下步骤，步骤一，将陶瓷颗粒进行表面预处理，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与粘接剂按一定比例混合制得第一混合物。本发明通过陶瓷与金属材料复合制成增大磨辊的韧性、耐磨性从而延长磨辊的使用寿命，配合堆焊修补使磨辊的使用寿命可达两万小时以上，同时磨辊的重量也减轻了一定程度从而减少磨辊在工作时支撑结构受到的负载，内螺纹在辊皮未干燥前攻丝避免辊皮干燥后硬度过大增加攻丝时间，同时内螺纹辊皮与开孔辊套分体式结构便于在辊皮磨损严重后将焊接处磨平再拧下螺栓从而单独对辊皮进行更换，降低维修和更换成本，延长结构的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及磨辊技术领域，具体为一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法。
背景技术
火力发电是利用煤、石油、天然气作为燃料燃烧产生热量加热锅炉中的水，水受热后升温沸腾变成水蒸汽，从而将燃料的化学能转变成热能，之后通过饱和水蒸汽推动汽轮机的涡轮旋转，从而将热能转换成机械能，然后汽轮机内的涡轮带动发电机的输入端旋转利用磁生电原理将机械能转变成电能
在火力发电行业，磨辊由于效率高耐用性好，因此在制粉系统中被广泛使用，它作为研磨机中的主要耐磨件和研磨件，因此磨辊的耐磨性能直接影响到制粉的作业率、煤粉质量、磨辊消耗和生产成本。
磨辊通常由多种金属材料熔炼后混合一体铸造成型的复合金属磨辊，其结构硬度较高在后续打磨抛光和修型是需要耗费大量的时间，同时结构重量较重在运输和工作时均会使支撑结构受到较大的负载，同时使用寿命也偏低，大概为7000至9000小时左右。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述使用寿命较低技术问题，提供一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，包括如下步骤，
步骤一，将陶瓷颗粒进行表面预处理，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与粘接剂按一定比例混合制得第一混合物；
步骤二，向第一混合物内加入一定比例陶瓷粉末并混合均匀制得第二混合物，向第二混合物内加入一定比例的混合金属粉末并混合均匀制得第三混合物；
步骤三，将第三混合物装入模具中压制成型制得陶瓷粗胚，之后将陶瓷粗胚放入钻孔机内开设圆孔再放入攻牙机内开设内螺纹制得内螺纹陶瓷粗胚，之后将内螺纹陶瓷粗胚放入干燥箱中干燥制得内螺纹辊皮粗胚；
步骤四，向模具中浇筑金属溶液制得辊套粗胚，辊套粗胚冷却后放入钻孔机中在辊套粗胚表面开设多个圆孔制得开孔辊套粗胚。
步骤五，将内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚进行淬火和回火的表面热处理工作使两者工作表面硬度达到58-62hrc，之后对内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚表面进行机加工达到设计尺寸的标准和形状制得内螺纹辊皮和开孔辊套。
步骤六，将多个内螺纹辊皮安装在开孔辊套上围成一圈将开孔辊套的表面包裹，之后利用另两个卡箍暂时将多个内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后将多个螺栓拧入多个内螺纹辊皮上的螺纹孔内从而将内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后在开孔辊套的顶部和底部与内螺纹辊皮的间隙位置堆焊将两者固定在一起，之后将卡箍拆下制得磨辊。
进一步的，所述步骤一中陶瓷颗粒表面预处理为对陶瓷颗粒进行酸洗和超声波清洗，烘干陶瓷颗粒表面后在陶瓷颗粒表面包覆钴基、镍基、钛基。
进一步的，所述步骤一中陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆或碳化硅，且所述步骤一中陶瓷颗粒的粒径为15至25目。
进一步的，所述步骤一中粘结剂的加入量是陶瓷颗粒质量的5%至7%，且所述步骤一中粘结剂为硅溶胶、聚乙烯醇或酚醛树脂。
进一步的，所述步骤二中混合金属粉末为高铬铸铁粉或高锰钢粉与低碳钢粉的混合物，且所述步骤二中陶瓷粉末的粒径为100至300目。
进一步的，所述步骤二这种陶瓷粉末为碳化硼、碳化硅、氧化钇，且所述步骤二中陶瓷粉末的加入量为第一混合物质量的5%至7%。
进一步的，所述步骤三中干燥温度为100℃至200℃，且所述步骤三中干燥时间为24h至72h。
进一步的，所述步骤四中两个圆孔为一组，共设有多组圆孔，且所述多组圆孔呈环形阵列状分布。
进一步的，所述步骤四中金属溶液为高铬铸铁溶液、高锰钢溶液、碳素钢溶液、高碳钢溶液或低碳钢溶液
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过陶瓷与金属材料复合制成增大磨辊的韧性、耐磨性从而延长磨辊的使用寿命，配合堆焊修补使磨辊的使用寿命可达两万小时以上，同时磨辊的重量也减轻了一定程度从而减少磨辊在工作时支撑结构受到的负载，内螺纹在辊皮未干燥前攻丝避免辊皮干燥后硬度过大增加攻丝时间，同时内螺纹辊皮与开孔辊套分体式结构便于在辊皮磨损严重后将焊接处磨平再拧下螺栓从而单独对辊皮进行更换，降低维修和更换成本，延长结构的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的陶瓷复合磨辊结构示意图；
图2为本发明的辊皮结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例一：
步骤一，将粒径为15目的氧化铝陶瓷颗粒进行酸洗和超声波清洗，烘干陶瓷颗粒表面后在陶瓷颗粒表面包覆钴基，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与硅溶胶粘接剂按一定比例混合制得第一混合物，粘结剂的比例为陶瓷颗粒质量的5%；
步骤二，向第一混合物内加入一定比例的100目碳化硼陶瓷粉末并混合均匀制得第二混合物，陶瓷粉末的加入量为第一混合物质量的5%，向第二混合物内加入一定比例的高铬铸铁粉与低碳钢粉的混合物并混合均匀制得第三混合物；
步骤三，将第三混合物装入模具中压制成型制得陶瓷粗胚，之后将陶瓷粗胚放入钻孔机内开设圆孔再放入攻牙机内开设内螺纹制得内螺纹陶瓷粗胚，之后将内螺纹陶瓷粗胚放入100℃的干燥箱中干燥72h制得内螺纹辊皮粗胚；
步骤四，向模具中浇筑高铬铸铁溶液制得辊套粗胚，辊套粗胚冷却后放入钻孔机中在辊套粗胚表面开设多个圆孔制得开孔辊套粗胚，两个圆孔为一组，共设有多组圆孔，且所述多组圆孔呈环形阵列状分布。
步骤五，将内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚进行淬火和回火的表面热处理工作使两者工作表面硬度达到58-62hrc，之后对内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚表面进行机加工达到设计尺寸的标准和形状制得内螺纹辊皮和开孔辊套。
步骤六，将多个内螺纹辊皮安装在开孔辊套上围成一圈将开孔辊套的表面包裹，之后利用另两个卡箍暂时将多个内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后将多个螺栓拧入多个内螺纹辊皮上的螺纹孔内从而将内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后在开孔辊套的顶部和底部与内螺纹辊皮的间隙位置堆焊将两者固定在一起，之后将卡箍拆下制得磨辊。
实施例二：
步骤一，将粒径为20目的氧化铝、氧化锆或碳化硅陶瓷颗粒进行酸洗和超声波清洗，烘干陶瓷颗粒表面后在陶瓷颗粒表面包覆镍基，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与聚乙烯醇粘接剂按一定比例混合制得第一混合物，粘结剂的比例为陶瓷颗粒质量的6%；
步骤二，向第一混合物内加入一定比例的200目碳化硅陶瓷粉末并混合均匀制得第二混合物，陶瓷粉末的加入量为第一混合物质量的6%，向第二混合物内加入一定比例的高锰钢粉与低碳钢粉的混合物并混合均匀制得第三混合物；
步骤三，将第三混合物装入模具中压制成型制得陶瓷粗胚，之后将陶瓷粗胚放入钻孔机内开设圆孔再放入攻牙机内开设内螺纹制得内螺纹陶瓷粗胚，之后将内螺纹陶瓷粗胚放入150℃的干燥箱中干燥48h制得内螺纹辊皮粗胚；
步骤四，向模具中浇筑高锰钢溶液制得辊套粗胚，辊套粗胚冷却后放入钻孔机中在辊套粗胚表面开设多个圆孔制得开孔辊套粗胚，两个圆孔为一组，共设有多组圆孔，且所述多组圆孔呈环形阵列状分布。
步骤五，将内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚进行淬火和回火的表面热处理工作使两者工作表面硬度达到58-62hrc，之后对内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚表面进行机加工达到设计尺寸的标准和形状制得内螺纹辊皮和开孔辊套。
步骤六，将多个内螺纹辊皮安装在开孔辊套上围成一圈将开孔辊套的表面包裹，之后利用另两个卡箍暂时将多个内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后将多个螺栓拧入多个内螺纹辊皮上的螺纹孔内从而将内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后在开孔辊套的顶部和底部与内螺纹辊皮的间隙位置堆焊将两者固定在一起，之后将卡箍拆下制得磨辊。
实施例三：步骤一，将粒径为25目的碳化硅陶瓷颗粒进行酸洗和超声波清洗，烘干陶瓷颗粒表面后在陶瓷颗粒表面包覆钛基，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与酚醛树脂粘接剂按一定比例混合制得第一混合物，粘结剂的比例为陶瓷颗粒质量的7%；
步骤二，向第一混合物内加入一定比例的300目氧化钇陶瓷粉末并混合均匀制得第二混合物，陶瓷粉末的加入量为第一混合物质量的7%，向第二混合物内加入一定比例的高铬铸铁粉与低碳钢粉的混合物并混合均匀制得第三混合物；
步骤三，将第三混合物装入模具中压制成型制得陶瓷粗胚，之后将陶瓷粗胚放入钻孔机内开设圆孔再放入攻牙机内开设内螺纹制得内螺纹陶瓷粗胚，之后将内螺纹陶瓷粗胚放入200℃的干燥箱中干燥24h制得内螺纹辊皮粗胚；
步骤四，向模具中浇筑低碳钢溶液制得辊套粗胚，辊套粗胚冷却后放入钻孔机中在辊套粗胚表面开设多个圆孔制得开孔辊套粗胚，两个圆孔为一组，共设有多组圆孔，且所述多组圆孔呈环形阵列状分布。
步骤五，将内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚进行淬火和回火的表面热处理工作使两者工作表面硬度达到58-62hrc，之后对内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚表面进行机加工达到设计尺寸的标准和形状制得内螺纹辊皮和开孔辊套。
步骤六，将多个内螺纹辊皮安装在开孔辊套上围成一圈将开孔辊套的表面包裹，之后利用另两个卡箍暂时将多个内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后将多个螺栓拧入多个内螺纹辊皮上的螺纹孔内从而将内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后在开孔辊套的顶部和底部与内螺纹辊皮的间隙位置堆焊将两者固定在一起，之后将卡箍拆下制得磨辊。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (9)
1.一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一，将陶瓷颗粒进行表面预处理，将金属表面预处理后的陶瓷颗粒与粘接剂按一定比例混合制得第一混合物；
步骤二，向第一混合物内加入一定比例陶瓷粉末并混合均匀制得第二混合物，向第二混合物内加入一定比例的混合金属粉末并混合均匀制得第三混合物；
步骤三，将第三混合物装入模具中压制成型制得陶瓷粗胚，之后将陶瓷粗胚放入钻孔机内开设圆孔再放入攻牙机内开设内螺纹制得内螺纹陶瓷粗胚，之后将内螺纹陶瓷粗胚放入干燥箱中干燥制得内螺纹辊皮粗胚；
步骤四，向模具中浇筑金属溶液制得辊套粗胚，辊套粗胚冷却后放入钻孔机中在辊套粗胚表面开设多个圆孔制得开孔辊套粗胚；
步骤五，将内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚进行淬火和回火的表面热处理工作使两者工作表面硬度达到58-62hrc，之后对内螺纹辊皮粗胚和开孔辊套粗胚表面进行机加工达到设计尺寸的标准和形状制得内螺纹辊皮和开孔辊套；
步骤六，将多个内螺纹辊皮安装在开孔辊套上围成一圈将开孔辊套的表面包裹，之后利用另两个卡箍暂时将多个内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后将多个螺栓拧入多个内螺纹辊皮上的螺纹孔内从而将内螺纹辊皮固定在开孔辊套上，之后在开孔辊套的顶部和底部与内螺纹辊皮的间隙位置堆焊将两者固定在一起，之后将卡箍拆下制得磨辊。
2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤一中陶瓷颗粒表面预处理为对陶瓷颗粒进行酸洗和超声波清洗，烘干陶瓷颗粒表面后在陶瓷颗粒表面包覆钴基、镍基、钛基。
3.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤一中陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆或碳化硅，且所述步骤一中陶瓷颗粒的粒径为10-25目。
4.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤一中粘结剂的加入量是陶瓷颗粒质量的5%至7%，且所述步骤一中粘结剂为硅溶胶、聚乙烯醇或酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤二中混合金属粉末为高铬铸铁粉或高锰钢粉与低碳钢粉的混合物，且所述步骤二中陶瓷粉末的粒径为100至300目。
6.根据权利要求5所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤二这种陶瓷粉末为碳化硼、碳化硅、氧化钇，且所述步骤二中陶瓷粉末的加入量为第一混合物质量的5%至7%。
7.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤三中干燥温度为100℃至200℃，且所述步骤三中干燥时间为24h至72h。
8.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤四中两个圆孔为一组，共设有多组圆孔，且所述多组圆孔呈环形阵列状分布。
9.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合磨辊的制备方法，其特征在于：所述步骤四中金属溶液为高铬铸铁溶液、高锰钢溶液、碳素钢溶液、高碳钢溶液或低碳钢溶液。
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- 2022-06-12 CN CN202210657885.7A patent/CN115156540A/zh active Pending
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