CN209631313U - 一种耐磨挤压辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及辊压机技术领域，提供一种耐磨挤压辊，包括辊体、复合耐磨层、整体堆焊层，复合耐磨层是由陶瓷增强体镶铸进钢铁材料中构成，陶瓷增强体露出钢铁材料一定高度，其间隙内堆焊有高耐磨性材料构成的填充堆焊层，整体堆焊层堆焊有高耐磨性材料，复合耐磨层与整体堆焊层平齐，复合耐磨层的个数与辊压机的落料口数目一致。本实用新型根据挤压辊正对落料口部位和其余部位所受磨损程度的不同，设计出辊体表面的复合耐磨层和整体堆焊层，两部分的耐磨性与挤压辊的磨损曲线相吻和，可使挤压辊表面的耐磨层几乎同时磨损完毕，整个耐磨层使用寿命相匹配，有利于在线修复，是辊压机挤压辊方面的创新。

Description

一种耐磨挤压辊

技术领域

本实用新型涉及辊压机技术领域，特别是一种耐磨挤压辊。

背景技术

辊压机作为一种高效节能的粉碎设备己经在水泥、建材、矿山、电力、煤炭、化工等行业得到广泛应用，随着辊压机技术的发展，辊压机能使粉碎系统生产效率提高4倍，能耗降低20%左右。辊压机工作时，两个相向运动的挤压辊在液压系统的作用下，产生巨大挤压力，将物料粉碎，辊面此时需承受300MPa左右的压力，与物料产生强烈的摩擦，并受到物料的冲击力，由于所破碎的粉料硬度高，物料流量大，辊压机的挤压辊磨损严重。随着国家建设的迅速发展，对矿物等原材料的需求日益增强，挤压辊的消耗量也逐年上升。但传统的挤压辊，因其使用寿命短，制造工艺难度大，成本高，修复时间长，修复成本高、难以大型化等问题，难以满足当今市场的需要。

传统的挤压辊全部采用铸造或锻造后再进行堆焊的形式，这种挤压辊耐磨性较差，使用过程中需要不断的修补堆焊，需花费大量的人力、物力，且挤压辊的使用寿命短，造成停窑时间较长，从而影响生产进度，生产效率低。

为了解决所面临的问题，一种耐磨金属陶瓷挤压辊随之产生。它是利用金属材料的高韧性来提高抗冲击和抗剪切力，利用复合材料区的陶瓷颗粒为抗磨介质以增大耐磨性。这种挤压辊耐磨性、耐压力和耐冲击性能较好，且具有一定耐高温性能，适用于更严酷的工况条件。但由于受铸造工艺要求，制造成本高，且陶瓷颗粒难以分布均匀，造成整块从辊皮上脱落。且先将柱状或棱状陶瓷制成预制复合体，再将其嵌入辊面设有的凹槽中，这种挤压辊虽能有效提高使用周期，但存在陶瓷件凸起后易崩断、在巨大压应力、切应力共同作用下，陶瓷件有从耐磨金属中被挤出的危险。

中国专利CN108202209A公开了一种高耐磨抗冲击辊皮衬板和挤压辊的制备方法，通过复合镶铸技术和堆焊方法，将合金钢、硬质合金和堆焊高耐磨材料三者复合，使产品具有良好的抗冲击和抗磨损能力，同时磨损表面能通过堆焊方式在线修复。但该专利存在如下问题：①利用复合镶铸技术，先将硬质合金棒镶铸入韧性和可焊性均较好的合金钢中（见说明书第0004段），在磨辊工作一段时间后，硬质合金棒中间的堆焊金属会磨损大部分，这样就存在着硬质合金棒被整条挤出的可能，这在工作状态下是非常危险的；②挤压辊工作一段时间后，整个挤压辊表面耐磨层的磨损状况不同，整个耐磨层使用寿命不匹配，在线修复时机不易掌握，修复次数则相应增多，提高了制造成本，降低了生产效率。

中国专利CN102441462A公开了一种高耐磨辊压机挤压辊及其制造工艺，属于挤压辊技术领域，在挤压辊的表面加工出圆形槽，槽的间距3-6mm，在槽内镶嵌硬质合金圆柱，硬质合金圆柱高于挤压辊表面2mm，然后通过钎焊的方法将硬质合金与挤压辊连接，挤压辊上钎焊上硬质合金后，耐磨性较堆焊方法大大提高，使用寿命长，减少了挤压辊更换次数，提高了设备利用率。但该专利存在如下问题：①硬质合金与挤压辊的焊接是一个钎焊过程，硬质合金圆柱、挤压辊辊体（中碳合金钢）、铜基钎料三者之间不会形成冶金结合，势必造成其连接强度不高，生产过程中挤压辊辊体（中碳合金钢）首先会磨损，硬质合金圆柱则很容易凸出辊面，仍存在硬质合金圆柱脆断的危险；②挤压辊工作时，其磨损区域（磨损带）是有分布区别的，有的地方磨损严重，有的地方则磨损较轻，这样造成整个挤压辊的磨损状况不同，有的地方已不能工作，有的地方仍处于完好状态，整个耐磨层使用寿命不匹配，挤压辊的使用寿命低。

目前业内技术人员尚未发现的一个重要问题是：两个挤压辊转动工作时，从上方落下的物料在两个辊面上的分布是不均匀的，一般落料口正对的辊面受磨损最为严重，当落料口正对的辊面受磨损失效后，辊面其他部位还能正常工作，这样会造成整个挤压辊的耐磨层使用寿命不匹配，而失效的磨损面却粘连带动其余部分完好的耐磨层，使完好的耐磨层呈片状脱落或大面积迅速磨损，进而造成整个挤压辊耐磨层失效，此时不得不停机维修或更换挤压辊，降低了挤压辊的整体使用寿命。这一问题在国内外的论文、论著、专利等科技文献中却未发现相关报道。

如何使辊压机挤压辊的整个耐磨层使用寿命相匹配，提高挤压辊的整体使用寿命，是挤压辊制备领域急需解决的技术难题。

实用新型内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种耐磨挤压辊，可有效解决辊压机挤压辊的整个耐磨层使用寿命不相匹配、整体使用寿命低的问题。

本实用新型采用如下技术方案：一种耐磨挤压辊，其特征在于，包括辊体、复合耐磨层及整体堆焊层，所述复合耐磨层与整体堆焊层分别设置在辊体的两侧，所述复合耐磨层与整体堆焊层的顶端平齐；其中，所述复合耐磨层由陶瓷增强体镶铸进钢铁材料中构成，所述相邻复合耐磨层之间堆焊有高耐磨性材料构成的填充堆焊层，所述的整体堆焊层堆焊有高耐磨性材料。

所述的复合耐磨层的个数与辊压机的落料口数目一致。

所述的陶瓷增强体交错分布，在辊体表面呈蜂窝状。

所述的陶瓷增强体露出钢铁材料表面一定高度，且所述的陶瓷增强体的高度与整体堆焊层的厚度相同。

所述的陶瓷增强体的截面为圆台状或棱台状。

所述的陶瓷增强体的截面半径或外接圆半径较小的一端安置在辊体外部，半径或外接圆半径较大的一端安置在辊体内部。

所述的蜂窝式陶瓷增强体的截面半径或外接圆半径较大的一端的半径为6-20mm，圆台的母线或棱台的侧棱与底面的夹角为59°-89°。

所述的陶瓷增强体表面进行化学镀镍处理后，再实施镶铸工艺。

所述的挤压辊辊体采用钢铁材料制成。

本实用新型具有以下有益效果：

1）挤压辊辊体芯部采用钢铁材料制成，具有较高的强度和韧性，表面是耐磨堆焊层或复合耐磨层，耐磨性好。

2）根据挤压辊正对落料口部位和其余部位所受磨损程度的不同，设计出辊体表面的复合耐磨层和整体堆焊层，两部分的耐磨性与挤压辊的磨损曲线相吻和，可使挤压辊表面的耐磨层几乎同时磨损完毕，整个耐磨层使用寿命相匹配，修复时机容易掌握，有利于在线修复。

3）陶瓷增强体的截面为圆台状或棱台状，在辊体上镶铸时外小内大，避免了在巨大压应力和切应力作用下陶瓷增强体从挤压辊辊体金属中被挤出的危险。

4）挤压辊整个耐磨层磨损完毕后，可在线堆焊修复，产品利用率高，降低了制造成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种耐磨挤压辊剖视图；

图2为本实用新型一种耐磨挤压辊a处放大图。

附图标记说明：1、辊体，2、复合耐磨层，3、整体堆焊层，4、陶瓷增强体，5、填充堆焊层。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图2所示，一种耐磨挤压辊，其特征在于，包括辊体1、复合耐磨层2及整体堆焊层3，所述复合耐磨层2与整体堆焊层3分别设置在辊体1的两侧，所述复合耐磨层2与整体堆焊层3的顶端平齐；其中，所述复合耐磨层2由陶瓷增强体4镶铸进钢铁材料中构成，所述相邻复合耐磨层2之间堆焊有高耐磨性材料构成的填充堆焊层5，所述的整体堆焊层3堆焊有高耐磨性材料。

所述的复合耐磨层2的个数与辊压机的落料口数目一致。

所述的陶瓷增强体4交错分布，在辊体1表面呈蜂窝状。

所述的陶瓷增强体4的高度与整体堆焊层3的厚度相同，以保证其同时磨损完毕，利于在线修复。

所述的陶瓷增强体4的截面为圆台状或棱台状，其半径或外接圆半径较小的一端安置在挤压辊辊体1外部，半径或外接圆半径较大的一端安置在挤压辊辊体1内部；所述的陶瓷增强体4半径或外接圆半径较大的一端的半径为4-8mm，圆台的母线或棱台的侧棱与底面的夹角为75°-85°；陶瓷增强体4的截面为圆台状或棱台状，可使挤压辊在使用过程中，即使填充堆焊层5磨损大部分时，在巨大压应力和切应力共同作用下，陶瓷增强体4也不会存在从挤压辊辊体1的金属中被挤出的危险。

所述的陶瓷增强体4表面进行化学镀镍处理后，再实施镶铸工艺，这样有利于陶瓷增强体4与挤压辊辊体1形成冶金结合。

所述的挤压辊辊体1采用钢铁材料制成，所述的钢铁材料为高锰钢、合金钢、高铬铸铁、球墨铸铁、碳素钢等。

所述的填充堆焊层5和整体堆焊层3采用气体保护焊工艺进行，所用焊丝是外层为H08A钢皮的药芯焊丝，其药芯成分质量百分比为：纳米三氧化二铝1.0%-1.9%、低碳铬铁5.5%-8.5%、钼铁2.0%-3.8%、镍铁6.5%-9.0%、硼铁4.2%-6.5%、铌铁0.8%-1.4%、硅铁5.2%-7.0%、锰铁8.2%-9.6%、长石10.5%-12.0%、钛白粉9.0%-12.0%，余量为FHT100·25还原铁粉；药粉填充率为36%-45%；焊丝直径1.6-3.2mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流280-500A，焊接电压26-35V，焊接速度300-800mm/min。

实施例1：

1）制备圆台形陶瓷增强体，圆台的底部半径为6mm，圆台的母线与底面的夹角为70°，圆台高12mm。

2）将1）中制备的圆台形陶瓷增强体进行化学镀镍。

3）将2）中制备的若干圆台形陶瓷增强体排布在挤压辊铸造型腔工作面上，浇铸高锰钢，制备出挤压辊辊体。

4）在3）的基础上，在挤压辊辊体表面露出圆台形陶瓷增强体的间隙内堆焊高耐磨性材料，焊丝直径1.6mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流350A，焊接电压28V，焊接速度400mm/min。

5）在4）的基础上，在挤压辊辊体表面没有圆台形陶瓷增强体的部位堆焊高耐磨性材料，焊丝直径1.6mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流350A，焊接电压28V，焊接速度400mm/min。

实施例2：

1）制备四棱台形陶瓷增强体，棱台的底部外接圆半径为8mm，四棱台的侧棱与底面的夹角为78°，棱台高12mm。

2）将1）中制备的四棱台形陶瓷增强体进行化学镀镍。

3）将2）中制备的若干四棱台形陶瓷增强体排布在挤压辊铸造型腔工作面上，浇铸低合金钢，制备出挤压辊辊体。

4）在3）的基础上，在挤压辊辊体表面露出四棱台形陶瓷增强体的间隙内堆焊高耐磨性材料，焊丝直径2.0mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流380A，焊接电压29V，焊接速度420mm/min。

5）在4）的基础上，在挤压辊体表面没有四棱台形陶瓷增强体的部位堆焊高耐磨性材料，焊丝直径2.0mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流380A，焊接电压29V，焊接速度420mm/min。

实施例3：

1）制备六棱台形陶瓷增强体，六棱台的底部外接圆半径为6.5mm，六棱台的侧棱与底面的夹角为82°，棱台高12mm。

2）将1）中制备的六棱台形陶瓷增强体进行化学镀镍。

3）将2）中制备的若干六棱台形陶瓷增强体排布在挤压辊铸造型腔工作面上，浇铸高铬铸铁，制备出挤压辊辊体。

4）在3）的基础上，在挤压辊辊体表面露出六棱台形陶瓷增强体的间隙内堆焊高耐磨性材料，焊丝直径2.8mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流450A，焊接电压30V，焊接速度500mm/min。

5）在4）的基础上，在挤压辊辊体表面没有六棱台形陶瓷增强体的部位堆焊高耐磨性材料，焊丝直径2.8mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流450A，焊接电压30V，焊接速度500mm/min。

实施例4：

1）制备五棱台形陶瓷增强体，棱台的底部外接圆半径为10mm，五棱台的侧棱与底面的夹角为81°，棱台高12mm。

2）将1）中制备的五棱台形陶瓷增强体进行化学镀镍。

3）将2）中制备的若干五棱台形陶瓷增强体排布在挤压辊铸造型腔工作面上，浇铸碳素钢，制备出立磨磨辊辊体。

4）在3）的基础上，在挤压辊辊体表面露出五棱台形陶瓷增强体的间隙内堆焊高耐磨性材料，焊丝直径3.2mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流460A，焊接电压32V，焊接速度600mm/min。

5）在4）的基础上，在挤压辊辊体表面没有五棱台形陶瓷增强体的部位堆焊高耐磨性材料，焊丝直径3.2mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流460A，焊接电压32V，焊接速度600mm/min。

实施例5：

1）制备八棱台形陶瓷增强体，棱台的底部外接圆半径为15mm，八棱台的侧棱与底面的夹角为85°，棱台高12mm。

2）将1）中制备的八棱台形陶瓷增强体进行化学镀镍。

3）将2）中制备的若干八棱台形陶瓷增强体排布在挤压辊铸造型腔工作面上，浇铸球墨铸铁，制备出挤压辊辊体。

4）在3）的基础上，在挤压辊辊体表面露出八棱台形陶瓷增强体的间隙内堆焊高耐磨性材料，焊丝直径3.2mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流480A，焊接电压34V，焊接速度680mm/min。

5）在4）的基础上，在挤压辊辊体表面没有八棱台形陶瓷增强体的部位堆焊高耐磨性材料，焊丝直径3.2mm；采用直流反接法；焊接参数为：焊接电流480A，焊接电压34V，焊接速度680mm/min。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，而其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，都包含在本实用新型的保护范围之内。

要指出的是，本实用新型的核心在于根据挤压辊表面正对落料口和其余部分的磨损曲线设计了挤压辊辊体表面的复合耐磨层和整体堆焊层，两部分的耐磨性与磨损曲线相吻合，这样可使挤压辊辊体表面的耐磨层几乎同时磨损完毕，整个耐磨层使用寿命相匹配，有利于在线修复，修复时机容易掌握，是辊压机挤压辊方面的创新。

Claims (7)

1.一种耐磨挤压辊，其特征在于，包括辊体（1）、复合耐磨层（2）及整体堆焊层（3），所述复合耐磨层（2）与整体堆焊层（3）分别设置在辊体（1）的两侧，所述复合耐磨层（2）与整体堆焊层（3）的顶端平齐；其中，所述复合耐磨层（2）由陶瓷增强体（4）镶铸进钢铁材料中构成，所述相邻复合耐磨层（2）之间堆焊有高耐磨性材料构成的填充堆焊层（5），所述的整体堆焊层（3）堆焊有高耐磨性材料。

2.根据权利要求1所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的复合耐磨层（2）的个数与辊压机的落料口数目一致。

3.根据权利要求1所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的陶瓷增强体（4）交错分布，在辊体（1）表面呈蜂窝状。

4.根据权利要求1所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的陶瓷增强体（4）露出钢铁材料表面一定高度，且所述的陶瓷增强体（4）的高度与整体堆焊层（3）的厚度相同。

5.根据权利要求1所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的陶瓷增强体（4）的截面为圆台状或棱台状。

6.根据权利要求5所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的陶瓷增强体（4）的截面半径或外接圆半径较小的一端安置在辊体（1）外部，半径或外接圆半径较大的一端安置在辊体（1）内部。

7.根据权利要求6所述的耐磨挤压辊，其特征在于，所述的陶瓷增强体（4）的截面半径或外接圆半径较大的一端的半径为6-20mm，圆台的母线或棱台的侧棱与底面的夹角为59°-89°。