CN115888900A

CN115888900A - 一种耐磨衬板

Info

Publication number: CN115888900A
Application number: CN202211464475.7A
Authority: CN
Inventors: 杨威; 尼军杰; 张海燕; 魏玮; 高站起; 段嘉旭; 李恒
Original assignee: Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-04-04

Abstract

本发明公开了一种耐磨衬板，包括：基板与柱钉，所述柱钉固定于所述基板上，其特征在于：所述耐磨衬板包括高磨损部位和低磨损部位；所述高磨损部位开设有多个通孔，所述低磨损部位开设有多个凹槽；所述柱钉包括多个第一柱钉和多个第二柱钉，所述第一柱钉焊接于所述通孔中，所述第二柱钉焊接于所述凹槽中，所述第一柱钉的长度大于所述第二柱钉的长度。本发明的耐磨衬板可以使不同区域在使用过程中的磨损更趋于均匀，提升耐磨衬板的使用效率，避免材料浪费。

Description

一种耐磨衬板

技术领域

本发明涉及粉磨破碎设备技术领域，特别是涉及一种用于粉磨破碎设备的耐磨衬板。

背景技术

在水泥、矿山、电力、煤炭、化工等行业中，物料的破碎粉磨设备中常会用到耐磨衬板，如辊压机侧边护板。耐磨衬板目前主要有两种，堆焊耐磨板和耐磨钢板，其作用主要是防止物料的逸散，因此，耐磨衬板也需要能够比较好的耐受物料的冲击和磨损。

普通耐磨耐磨衬板一般由低碳钢板和合金耐磨层两部分组成的堆焊耐磨板，耐磨层一般占总厚度的1/3－1/2。工作时由耐磨衬板的低碳钢基板提供抵抗外力的强度、韧性和塑性等综合性能，由耐磨层提供满足指定工况需求的耐磨性能。耐磨衬板的合金耐磨层和基板之间可以是冶金结合。通过专用设备，采用自动焊接工艺，将高硬度自保护合金焊丝均匀地焊接在基板上。所述合金焊丝焊接在基板上的复合层数可以是一层、两层或者多层，但是复合过程中由于合金收缩比不同，所述的合金耐磨层容易出现横向裂纹，耐冲击性差，在冲击载荷作用下易脱落失效，影响耐磨衬板的使用寿命。另外，耐磨衬板在厚度方向上存在硬度衰减的问题，常规堆焊合金层的厚度在3~20mm，限制了耐磨衬板的使用寿命。

通过轧制后再进行特殊热处理的耐磨钢板，如NM系列、Hardox系列耐磨钢板等，不适应磨损恶劣的工况环境，碳当量较高，焊接性能差，焊接时需要预热。预热温度高利于焊接，但会降低耐磨板的耐磨性；预热温度低，容易产生焊接裂纹，抗冲击性能较差，影响耐磨衬板的使用寿命。

此外，在很多复杂工况条件下，物料对立磨、辊压机或者破碎机中的耐磨衬板的碰撞、挤压、摩擦并非均匀分布的，因此，耐磨衬板有的地方磨损比较严重，有的地方则磨损较轻，造成耐磨衬板有的区域已不能工作，有的区域仍处于相对较好的状态，这种磨损不均匀的情况会造成其他还处于良好状态的区域的材料的浪费，降低耐磨衬板的使用寿命。

因此，有必要提出一种适用更为广泛的、且能有效提升耐磨衬板的耐磨性能和使用寿命的结构。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种耐磨衬板，能够有效减轻耐磨衬板不同区域磨损不均匀影响衬板使用寿命的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种耐磨衬板，包括：基板与柱钉，所述柱钉固定于所述基板上，所述耐磨衬板包括高磨损部位和低磨损部位；所述高磨损部位开设有多个通孔，所述低磨损部位开设有多个凹槽；所述柱钉包括多个第一柱钉和多个第二柱钉，所述第一柱钉焊接于所述通孔中，所述第二柱钉焊接于所述凹槽中，所述第一柱钉的长度大于所述第二柱钉的长度。

所述通孔穿透所述基板的正面和背面，所述通孔呈长条形结构，沿横向延伸；多个通孔在所述基板上沿竖向平行排列。

每一通孔中焊接有多个第一柱钉，同一通孔中的所述第一柱钉紧密排列。

每一通孔中焊接有多个第一柱钉，同一通孔中的所述第一柱钉相间隔排列，所述第一柱钉间的间隙由耐磨合金材料堆焊填充。

所述基板包括耐热钢、高锰钢、低碳合金钢、中碳合金钢、高速钢、高铬铸铁及高铬合金钢等中的一种。

第一柱钉伸出基板的一端的端面与第二柱钉伸出基板的一端的端面平齐。

第一柱钉及第二柱钉的材料包括硬质合金，所述第一柱钉及所述第二柱钉的硬度高于所述基板。

所述硬质合金的硬质相中碳化物包括碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化钒、碳化铌及碳化硅等中的一种或者多种的组合。

所述第一柱钉的硬度高于所述第二柱钉的硬度，所述第一柱钉的所述硬质相中碳化物质量占比高于所述第二柱钉的所述硬质相中碳化物质量占比。

所述基板上堆焊有耐磨合金层，所述耐磨合金层形成于所述第一柱钉之间、所述第二柱钉之间以及所述第一注定与所述第二柱钉之间的间隙。

本发明的有益效果是：本发明根据在实际工况条件下的磨损情况将耐磨衬板的工作面可以划分为不同的区域，根据不同区域受到的磨损冲击，在不同的区域分别设置通孔和凹槽，并分别焊接长短不同的耐磨柱钉结构，如此，一方面，突破了堆焊耐磨衬板的厚度限制，与常规堆焊耐磨衬板相比，在相同厚度下可大幅提高耐磨性；另一方面，增加了耐磨结构部分在耐磨衬板中的实际占比，在磨损相对严重的区域，耐磨结构实际占比更大，使耐磨衬板在实际使用中其各区域对应的在实际工况条件下的抗磨损寿命更趋于均匀分布，提升了耐磨衬板的使用效率，避免材料浪费；同时，由于通孔的设计，耐磨衬板在焊接或堆焊过程中散热性能更好，可以使得耐磨衬板在焊接或堆焊过程中的变形量较小，也能减小热应力集中的影响。

附图说明

图1是本发明一种耐磨衬板的基板的实施例的立体结构示意图。

图2是本发明一种耐磨衬板的立体结构示意图。

图3是本发明一种耐磨衬板的一实施例的正面示意图。

图4是本发明一种耐磨衬板的一实施例的沿A-A线的剖面示意图。

图5是本发明一种耐磨衬板的另一实施例的正面示意图。

图6是本发明一种耐磨衬板的另一实施例的沿A`-A`线的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例中的耐磨衬板包括基板10、多个第一柱钉11及多个第二柱钉12。

根据耐磨衬板具体的使用环境、工况条件，可以确定耐磨衬板的磨损曲线。根据磨损曲线可以将耐磨衬板的工作面划分为高磨损部位和低磨损部位，高磨损部位承受较高的磨损冲击，低磨损部位承受较低的磨损冲击影响。

请同时参阅图2，在本发明的一个实施例中，基板10包括中部区域和分布在中部区域两侧的边缘区域，所述的中部区域对应所述的高磨损部位，所述的边缘区域对应所述的低磨损部位。所述的中部区域开设有多个通孔101，所述的边缘区域开设有多个凹槽102。

第一柱钉11的一端焊接于通孔101中，另一端伸出基板10；第二柱钉12的一端焊接于凹槽102中，另一端伸出基板10。第一柱钉11的长度大于第二柱钉12的长度，第一柱钉11伸出基板的一端的端面与第二柱钉12伸出基板的一端的端面平齐。

通孔101穿透基板10的正面和背面；通孔101呈长条形结构，沿横向延伸。多个通孔101在基板10上沿竖向平行排列。凹槽102设置于通孔101的两侧。通孔101焊接有一个或多个第一柱钉11，凹槽102焊接有一个或多个第二柱钉12。

基板1为合金材料，可以是耐热钢、高锰钢、低碳合金钢、中碳合金钢、高速钢、高铬铸铁及高铬合金钢等中的一种。

第一柱钉11及第二柱钉12的硬度高于基板10的硬度，第一柱钉11及第二柱钉12的的耐磨性能优于基板1的耐磨性能。第一柱钉11及第二柱钉12的材料包括硬质合金。所述硬质合金的硬质相中碳化物包括碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化钒、碳化铌及碳化硅等中的一种或者多种的组合。第一柱钉11及第二柱钉12可以是由相同材料制造而成。在本发明另一优选实施例中，第一柱钉11及第二柱钉12也可以具有相同合金系，第一柱钉11中的所述硬质相中碳化物质量占比大于第二柱钉12中的所述硬质相中碳化物质量占比，因此，在所述的优选实施例中，第一柱钉11的耐磨性能优于第二柱钉12耐磨性能。

请参阅图3及图4，在本发明的一个实施例中，同一通孔101中的第一柱钉11可以采用紧密排列的方式。

基板10上非柱钉区域还可以堆焊有耐磨合金层13，耐磨合金层13包括以钛、钨、铌、钒、铬、钼等金属的碳化物中的一种或几种的组合为硬质相的合金材料。耐磨合金层13堆焊成型的区域可以包括：相邻通孔101的第一柱钉11之间、第二柱钉12之间，也可以包括第一柱钉11与相邻的第二柱钉12之间的间隙。第一柱钉11和第二柱钉12的形状可以是方柱结构、圆柱结构或者三角形结构，也可以带有弧形棱角的柱状结构，因此，同一通孔101中的第一柱钉11边角之间的间隙也可以堆焊填充耐磨合金层13。耐磨合金层13可以堆焊至与第一柱钉11、第二柱钉12伸出于基板10的一端的端面平齐。

请参阅图5及图6，在本发明的另一个实施例中，横向排列的第一柱钉11也可以采用相间隔的方式排列，在本实例中，横向排列的第一柱钉11之间的间隙以及横向排列的相邻第一柱钉11及第二柱钉12之间的间隙也可以堆焊填充耐磨合金层13。

在挤压辊衬板通常的工况条件下，根据磨损曲线，基板中部区域需要承受的冲击及磨损影响较大，中部区域两侧的边缘区域需要承受的冲击及磨损较小；在中部区域开设通孔101配合长柱钉、在边缘区域的开设凹槽102配合短柱钉的设计可以提升耐磨衬板中部区域的耐磨性能，以此平衡中部区域和边缘区域的使用寿命。

此外，在本发明更优选的实施例中，第一柱钉11的所述硬质相中碳化物质量占比高于第二柱钉12的所述硬质相中碳化物质量占比。如此，第一柱钉11的硬度及耐磨性能高于第二柱钉12的硬度及耐磨性能，使得耐磨衬板需要承受更多磨损冲击的中部区域，相较于边缘区域，具有更好的耐磨性能，这样就可以有效减轻或克服耐磨衬板不同区域磨损的不均匀，避免材料浪费和效率降低的问题。

此外，由于所述的中部区域采用设置多个通孔101形成栅格状的镂空结构，可以使得在耐磨合金层13的堆焊过程中基板10的散热性能得到很好提升，降低了热应力集中的不良影响。

可以理解的，基板10上焊接第一柱钉11及第二柱钉12的一面为工作面，相对于所述的工作面的另一面为基板10的背面。第一柱钉11之间、第二柱钉12之间以及第一柱钉11与第二柱钉12边角处的间隙可以使用不锈钢焊丝堆焊补平。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种耐磨衬板，包括：基板与柱钉，所述柱钉固定于所述基板上，其特征在于：所述耐磨衬板包括高磨损部位和低磨损部位；所述高磨损部位开设有多个通孔，所述低磨损部位开设有多个凹槽；所述柱钉包括多个第一柱钉和多个第二柱钉，所述第一柱钉焊接于所述通孔中，所述第二柱钉焊接于所述凹槽中，所述第一柱钉的长度大于所述第二柱钉的长度。

2.根据权利要求1所述的耐磨衬板，其特征在于：所述通孔穿透所述基板的正面和背面，所述通孔呈长条形结构，沿横向延伸；多个所述通孔在所述基板上沿竖向平行排列。

3.根据权利要求2所述的耐磨衬板，其特征在于：每一通孔中焊接有多个第一柱钉，同一通孔中的所述第一柱钉紧密排列。

4.根据权利要求2所述的耐磨衬板，其特征在于：每一通孔中焊接有多个第一柱钉，同一通孔中的所述第一柱钉相间隔排列，所述第一柱钉间的间隙由耐磨合金材料堆焊填充。

5.根据权利要求1所述的耐磨衬板，其特征在于：所述基板包括耐热钢、高锰钢、低碳合金钢、中碳合金钢、高速钢、高铬铸铁及高铬合金钢等中的一种。

6.根据权利要求1所述的耐磨衬板，其特征在于：第一柱钉伸出基板的一端的端面与第二柱钉伸出基板的一端的端面平齐。

7.根据权利要求1所述的耐磨衬板，其特征在于：第一柱钉及第二柱钉的材料包括硬质合金，所述第一柱钉及所述第二柱钉的硬度高于所述基板。

8.根据权利要求7所述的耐磨衬板，其特征在于：所述硬质合金的硬质相中碳化物包括碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化钒、碳化铌及碳化硅等中的一种或者多种的组合。

9.根据权利要求8所述的耐磨衬板，其特征在于：所述第一柱钉的硬度高于所述第二柱钉的硬度，所述第一柱钉的所述硬质相中碳化物质量占比高于所述第二柱钉的所述硬质相中碳化物质量占比。

10.根据权利要求1所述的耐磨衬板，其特征在于：所述基板上堆焊有耐磨合金层，所述耐磨合金层形成于所述第一柱钉之间、所述第二柱钉之间以及所述第一柱钉与所述第二柱钉之间的间隙。