CN115611562A - 一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于掘进机截齿技术领域，且公开了一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%‑75%、碳化硅13%‑21%。本发明提供了一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，选取材料，得到金属陶瓷材料，对金属陶瓷材料进行压膜，对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30‑60℃/min，加热至320‑400℃，并保持1‑1.5h，烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结，烧结完成后，对金属陶瓷生胚表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理，烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿齿头，使得达到了金属陶瓷截齿齿头耐磨的效果。
Description
技术领域
本发明属于掘进机截齿技术领域，具体是一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺。
背景技术
目前煤矿开采通常采用掘进机与采煤机等，而截齿是采煤机和掘进机的重要零部件，截齿由基体与齿头两个部分组成，为了增加截齿的使用寿命，截齿齿头通常采用硬质合金制成；金属陶瓷为了使陶瓷既可以耐高温又不容易破碎，在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉，因此制成了金属陶瓷，金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得，又称弥散增强材料，由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料，金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料，本发明针对截齿齿头的生产工艺。
截齿是煤矿采煤机及矿山巷道掘进机械中使用的刃具，截齿质量的优劣直接影响采掘机的效率和企业的生产成本，随着人们对能源特别是煤炭需求的增加，为了提高采掘效率，采煤机功率不断增大，对截齿的质量要求越来越高，而目前采煤机截齿材料在长时间使用后，截齿的强度、硬度和耐磨性、高的弯曲强度及耐腐蚀性将会变低，甚至截齿在使用过程中产生断裂、弯曲、变形和早期磨损失效，降低了截齿的使用寿命。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，本发明提供了一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，选取材料，并对块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料，处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料，对金属陶瓷材料进行压膜，对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结，烧结完成后，对金属陶瓷生胚表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理，烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿齿头，使得达到了金属陶瓷截齿齿头耐磨的的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%-75%、碳化硅13%-21%、氮化硅5%-12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%-0.3％、碳化硼4％-8%、碳化钨0.1％-0.5%、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％-0.6%、碳化铌0.1％-0.3%。
上述技术方案中，优选的，掘进机截齿用金属陶瓷材料按其重量分为：金刚石63%、碳化硅14%、氮化硅12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.2%、碳化硼3％、碳化钨0.1％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.4％、碳化铌0.2％。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料生产工艺具体为：
S1、原料粉碎：块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料；
S2、原料混合：处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料；
S3、压膜成型：混合后的金属陶瓷材料进行压膜得到生胚；
S4、生胚烘烤：对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h。
S5、生胚烧结：烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结；
S6、生胚表面处理：烧结后的金属陶瓷生胚对表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理；
S7、金属陶瓷粉末处理：烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿。
上述技术方案中，优选的，S1粗破碎将块状原料破碎至50-60mm，中破碎采用石质碾压轮和碾盘，且碾轮直径为原料块直径的20-25倍。
上述技术方案中，优选的，原料搅拌混合将原料逐个注入混合设备内部，混合搅拌速度1200转/min，并保持4分钟，在注入下一种原料直至原料全部注入，得到金属陶瓷材料。
上述技术方案中，优选的，压膜成型采用单面加压方式，加压速度200-320Mpa，保持5min，加压次数3-5次；由于密度和应力分布不均易产生分层，特别是压力高时尤为显著。又由于干区成型只适用于简单形状。如块状、圈盘状等横截面积大但高度小的样品。而对于长径比大的长棒状或长街状及其它形状复杂的样品则不适用。冷等葡压成型方法则能弥补干区成型的不足。
上述技术方案中，优选的，等静压烧结压力300-420Mpa，烧结速度为80-100℃/min，烧结温度控制在1800-2200℃；烧结是将成型后的还体加热到高温（有时如加压）并保持一定时间，通过团相或部分液相扩散物质迁移，而消除孔隙。同时烧结是陶瓷材料制备工艺过程中的一个十分重要的最终环节，目前也开始对陶瓷材料进行像对金属一样的热处理，以改善性能。
上述技术方案中，优选的，生胚研磨得到粒度为10-50um的金属陶瓷粉末，并对金属陶瓷粉末进行干燥，干燥温度120-200℃。
上述技术方案中，优选的，金属陶瓷粉末与粘黏剂的比例为4:1，涂抹厚度为4-6mm，并在90-110℃下烘干。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，选取材料，并对块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料，处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料，对金属陶瓷材料进行压膜，对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h，烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结，烧结完成后，对金属陶瓷生胚表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理，烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿齿头，使得达到了金属陶瓷截齿齿头耐磨的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例一：
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%-75%、碳化硅13%-21%、氮化硅5%-12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%-0.3％、碳化硼4％-8%、碳化钨0.1％-0.5%、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％-0.6%、碳化铌0.1％-0.3%。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料按其重量分为：金刚石70%、碳化硅16%、氮化硅10%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%、碳化硼3％、碳化钨0.1％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％、碳化铌0.3％。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料生产工艺具体为：
S1、原料粉碎：块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料；
S2、原料混合：处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料；
S3、压膜成型：混合后的金属陶瓷材料进行压膜得到生胚；
S4、生胚烘烤：对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h。
S5、生胚烧结：烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结；
S6、生胚表面处理：烧结后的金属陶瓷生胚对表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理；
S7、金属陶瓷粉末处理：烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿。
实施例二：
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%-75%、碳化硅13%-21%、氮化硅5%-12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%-0.3％、碳化硼4％-8%、碳化钨0.1％-0.5%、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％-0.6%、碳化铌0.1％-0.3%。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料按其重量分为：金刚石65%、碳化硅21%、氮化硅5%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.3%、碳化硼3％、碳化钨0.4％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.6％、碳化铌0.2％。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料生产工艺具体为：
S1、原料粉碎：块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料；
S2、原料混合：处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料；
S3、压膜成型：混合后的金属陶瓷材料进行压膜得到生胚；
S4、生胚烘烤：对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h。
S5、生胚烧结：烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结；
S6、生胚表面处理：烧结后的金属陶瓷生胚对表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理；
S7、金属陶瓷粉末处理：烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿。
实施例三：
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%-75%、碳化硅13%-21%、氮化硅5%-12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%-0.3％、碳化硼4％-8%、碳化钨0.1％-0.5%、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％-0.6%、碳化铌0.1％-0.3%。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料按其重量分为：金刚石63%、碳化硅14%、氮化硅12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.2%、碳化硼3％、碳化钨0.1％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.4％、碳化铌0.2％。
一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，掘进机截齿用金属陶瓷材料生产工艺具体为：
S1、原料粉碎：块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料；
S2、原料混合：处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料；
S3、压膜成型：混合后的金属陶瓷材料进行压膜得到生胚；
S4、生胚烘烤：对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h。
S5、生胚烧结：烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结；
S6、生胚表面处理：烧结后的金属陶瓷生胚对表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理；
S7、金属陶瓷粉末处理：烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿。
本发明所提出的三个实施例中选用了不同比例的材料进行试验检测，经试验结果比对可知实施例三试验制备的金属陶瓷材料具备成品具有耐磨的效果，优于其他两个实施例试验材料中的比例。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (9)
1.一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述掘进机截齿用金属陶瓷材料由以下制成：金刚石62%-75%、碳化硅13%-21%、氮化硅5%-12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.1%-0.3％、碳化硼4％-8%、碳化钨0.1％-0.5%、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％-0.6%、碳化铌0.1％-0.3%。
2.根据权利要求1所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述掘进机截齿用金属陶瓷材料按其重量分为：金刚石63%、碳化硅14%、氮化硅12%、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.2%、碳化硼3％、碳化钨0.1％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.4％、碳化铌0.2％。
3.所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述掘进机截齿用金属陶瓷材料生产工艺具体为：
S1、原料粉碎：块状固定物料在机械力的作用下进行粗粉碎，在使用碾压轮进行中粉碎，并对中粉碎后的原料进行研磨筛分，得到原料；
S2、原料混合：处理后的原料均匀搅拌混合，得到金属陶瓷材料；
S3、压膜成型：混合后的金属陶瓷材料进行压膜得到生胚；
S4、生胚烘烤：对成型后的金属陶瓷材料生胚加热烘烤，加热速度30-60℃/min，加热至320-400℃，并保持1-1.5h；
S5、生胚烧结：烘烤后的生胚在无氧条件下等静压烧结；
S6、生胚表面处理：烧结后的金属陶瓷生胚对表面进行研磨处理，得到金属陶瓷粉末，并烘干处理；
S7、金属陶瓷粉末处理：烘干后的金属陶瓷粉末与粘黏剂混合成膏状混合物，并涂抹至截齿齿头表面，烘干得到金属陶瓷截齿。
4.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述S1粗破碎将块状原料破碎至50-60mm，中破碎采用石质碾压轮和碾盘，且碾轮直径为原料块直径的20-25倍。
5.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述原料搅拌混合将原料逐个注入混合设备内部，混合搅拌速度1200转/min，并保持4分钟，在注入下一种原料直至原料全部注入，得到金属陶瓷材料。
6.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述压膜成型采用单面加压方式，加压速度200-320Mpa，保持5min，加压次数3-5次。
7.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述等静压烧结压力300-420Mpa，烧结速度为80-100℃/min，烧结温度控制在1800-2200℃。
8.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述生胚研磨得到粒度为10-50um的金属陶瓷粉末，并对金属陶瓷粉末进行干燥，干燥温度120-200℃。
9.根据权利要求3所述的一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺，其特征在于：所述金属陶瓷粉末与粘黏剂的比例为4:1，涂抹厚度为4-6mm，并在90-110℃下烘干。
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| CN202211310847.0A Pending CN115611562A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种掘进机截齿用金属陶瓷材料的生产工艺 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115611562A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105174961A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-23 | 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 | 采煤机截齿用金属陶瓷材料 |
| CN106640071A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-05-10 | 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 | 用于掘进机截齿生产的新型金属材料 |
| CN108752014A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-11-06 | 广东工业大学 | 一种用于选区激光烧结（sls）/选区激光融化（slm）的粉末及其制备方法和应用 |
| RU2746861C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-04-21 | Сергей Константинович Есаулов | Способ получения композиционного металл-дисперсного покрытия, дисперсная система для осаждения композиционного металл-дисперсного покрытия и способ ее получения |
-
2022
- 2022-10-25 CN CN202211310847.0A patent/CN115611562A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105174961A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-23 | 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 | 采煤机截齿用金属陶瓷材料 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张彦华译者: "制造工程与技术 热加工 翻译版·原书第7版", 机械工业出版社, pages: 149 - 174 * |
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