CN214021093U - 一种镶铸耐磨镶铸条的挤压辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，挤压辊由辊本体和镶铸在本体外圆周表面层的耐磨镶铸条组成，挤压辊本体材质是高强钢或高强球墨铸铁，耐磨镶铸条由陶瓷金属复合材料表层和金属基体组成，镶铸条呈斜齿状并排镶铸于挤压辊本体外圆周表面层，挤压辊套表面同时有3~8个镶铸条同时受力，把压力分散到镶铸条的大部分区域内，通过镶铸条根基传递到辊套本体。

Description

一种镶铸耐磨镶铸条的挤压辊

技术领域

本实用新型涉及一种耐磨挤压辊套。

背景技术

辊压机是水泥生产中，预粉磨，联合粉磨的主要设备，挤压辊套是这种设备的关键部件，辊面的耐磨性决定了挤压辊的使用寿命，也影响了水泥的生产成本，如何提高辊面的耐磨性，一直是研发的热点。

辊压机辊面运行中承受50~300MPa的压强，属于高应力磨料磨损，并且承受交变应力，这就要求辊面不但要具有较高的硬度，提高耐磨性，还要具备高的强度和弹性模量，来提升抗疲劳强度。

目前，普遍采用离心铸造辊身，表面堆焊耐磨材料的办法，提高辊面的耐磨性，但磨损仍相当严重，并且辊面有局部易产生剥落，破坏的情况，堆焊修复一定程度上提高了挤压辊的成本，经几次大的堆焊修补后，由于辊身裂纹增加，存在整体开裂的风险，整个挤压辊会被淘汰。

现在有一种技术是在挤压辊表面层，镶嵌硬质合金棒，硬质合金棒的镶嵌确实增加了挤压辊的寿命，但硬质合金棒的价格很贵，镶嵌工艺复杂，也增加了制造成本，并且镶嵌柱钉硬质合金层使用一段时间后有脱落现象，见图1，一但出现局部脱落，整个挤压辊就会报废。

CN 205868388 u. 专利提出了一种新型的挤压辊套，辊套基体表面横向排列镶铸板条和多个铸钉，这种技术虽提高了辊套的耐磨性，但存在的问题是镶铸板条在使用时，单条承受的压力很大，受到横向的高强交变应力，这种高交变应力使镶条过早失效，铸钉断裂。

发明内容

本实用新型提出了一种陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条，镶铸条由高硬度，并增韧的陶瓷增强体，与高合金马氏体刚金属液、高铬合金铸铁金属液铸渗得到，镶铸条表面是陶瓷金属复合耐磨层，下部是合金金本体，金属本体下部带有带沟槽的根基，依靠这种根基，镶条稳固的镶铸于挤压辊身外圆周表层中。

镶铸条与挤压辊套母线呈15^o~60^o如斜齿轮的齿状并排镶铸于挤压辊圆周表面一定深度内，挤压辊套在运行过程中，表面层同时有3~8个镶条同时受力，把压力分散到镶铸条的大部分区域内，通过镶铸条根基传递到辊套本体，这样压力被分散。

本发明克服了现有技术的不足，主要有益效果在于：

1.高硬度增韧的陶瓷增强体与高强、高弹性模量、高硬并具有一定韧性的金属基体的复合材料，不但耐磨，而且不易破碎，能承受高应力磨损；

2.辊套运行时的压力被3~8个镶铸条同时承担，把压力分散到镶铸条的大部分区域内，通过镶铸条根基传递到辊套本体，这样压力被分散，极大的提高了抗疲劳强度，延长辊套使用寿命；

3.镶铸条的陶瓷金属复合耐磨层，带有蜂窝状的纯金属铸渗孔，不但增加了复合材料的铸渗能力，使用中陶瓷部位凸出，起到抗磨损作用，金属基体稍有凹陷，对陶瓷体起支承作用，纯金属的铸渗孔凹陷后，增加了对物料的咬合，这种形状会一直保持，从而提高物料的破碎效率；

4.本申请的挤压辊是高耐磨长寿命免修补的，但是在挤压辊使用过程中，辊面各部位入料长期不均时，会造成部分区域磨损增大，使对辊面之间的间隙局部加大，这时可在纯金属的铸渗孔部位进行堆焊修复，使凸出辊面，磨损较重部位得到补偿，保持辊面间隙均匀，物料破碎效果统一；

5.镶铸条采用普通砂型铸造，挤压辊本体与镶铸条的镶铸也使用砂型铸造，易于生产，不需大型专用设备，成本低。

附图说明

图1是镶嵌硬质合金柱挤压辊使用中出现的辊皮脱落现象。

图2是本实用新型挤压辊结构圆周表面展开图（局部）。

图3是挤压辊表层斜横剖面示意图（局部）。

图4是镶铸条斜横剖面的示意图。

图中1.挤压辊本体，2.镶铸条，3.陶瓷金属复合层的陶瓷增强体，4金属基体铸渗孔，5.镶铸条根牙。

具体实施方式

根据挤压辊外圆周面尺寸，设计镶铸条尺寸，镶铸条中心线与挤压辊圆周表面母成15^o~60^o，根据辊径大小，及破碎物料进行调整。

陶瓷增强体是镶铸条的一部分，在镶铸条的顶部，高20~40毫米，陶瓷增强体中有蜂窝状铸渗孔，孔径15~30毫米，孔间距25~50毫米，孔排距20~45毫米，如图2所示，陶瓷增强体为陶瓷颗粒粘结或三维连续网络骨架，陶瓷增强体材质是ZTA陶瓷和增韧的ＳｉＣ陶瓷，ＳｉＮ陶瓷或，Ｂ4Ｎ，ＢC陶瓷，TiC陶瓷等其中的一种。

镶铸条的基体金属为CrMoWVNb系高耐磨钢基合金，或高铬合金铸铁。

制备过程：1.制作陶瓷增强体的预制块；2.制作镶铸条砂型；3.把陶瓷增强体的预制块放入砂型适当位置；4.对陶瓷增强体的预制块进行预热，5.合箱铸渗基体金属液，冷却后整理得到镶铸条；6.制作挤压辊砂型；7.把若干个镶铸条（一般30-90件），在砂型外圆周面摆放一周，间隙6~15毫米；8.对镶铸条和砂型预热至400~600℃；9.合箱浇注挤压辊本体金属液，冷却后整理；10.进行退火，淬火，去应力退火处理；11.经机加工得到辊压机挤压辊成品。

下面举例进一步说明本实用新型专利的实施。

挤压辊套尺寸Φ2100×1800毫米，镶铸条44条，镶铸条中心线与挤压辊套圆周表面母线夹角30^o，镶铸条间隙10毫米左右，均匀分布，陶瓷增强体预制块厚度25毫米，铸渗孔Φ20毫米，孔间距45毫米，排距36毫米，中部两排孔，两边缘为半孔，挤压辊套结构如图2，镶铸条结构如图2、3、4，陶瓷增强体预制块结构如图1、4。

陶瓷增强体的预制块采用ZTA陶瓷颗粒，颗粒尺寸P 10至P12，经添加粘接剂，加入铸渗活化元素，搅拌均匀后放入模型中，干燥固化成型，脱模后经烘干、烧结而成。

镶铸条基体金属为 CrMoWVNb 系高合金铸刚，采用水玻璃石英砂造型，放置陶瓷增强体的预制块后，在型内烘热陶瓷增强体预制块到400~600℃，之后合箱浇注1600℃的金属液进行铸渗，冷却到室温，经整理得到镶铸条。

采用水玻璃石英砂制作挤压辊砂型，把44件镶铸条均匀放置在砂型型腔的外圆周边，陶瓷金属复合面向外，根部向里，并固定；在型腔内对镶铸条进行烘烤预热到400~600℃，马上合箱，浇注熔炼合格的ZG35CrMo钢液，浇注温度1500℃，挤压辊在砂型中冷却后进行退火、淬火，去应力退火，得到挤压辊铸件毛坯，经机械加工得到挤压辊成品。

上述实例只是对本实用新型专利的说明，并不限制本专利，凡是无创新的，一般专业性的技术改进，均在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：由辊体本体和镶铸于本体外圆周表面层的镶铸条组成,镶铸条类似于斜齿轮的齿条状并列镶铸在挤压辊体的耐磨表层，镶铸条顶部由陶瓷颗粒增强体或三维网络陶瓷增强体与基体金属经铸渗复合得到耐磨层，下部是带有凹槽的根基。

2.根据权利要求1所述一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：镶铸条由陶瓷增强体的预制块经铸渗基体金属制备，镶铸条顶部复合层厚度20~40毫米，镶铸条复合层下部为支承体和带有凹槽的根部。

3.根据权利要求1所述一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：陶瓷增强体预制块由陶瓷颗粒或三维网络陶瓷骨架组成，并经过活化处理，一个镶铸条的陶瓷增强体预制块分成1-6段拼接。

4.根据权利要求1所述一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：镶铸耐磨条与挤压辊体外圆周面母线成15^o至60^o。

5.根据权利要求1所述一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：陶瓷增强体的预制块陶瓷材质是ZTA或增韧的ＳｉＣ或ＳｉＮ或Ｂ4Ｎ或ＢC或TiC等陶瓷。

6.根据权利要求1所述一种镶铸陶瓷增强体金属基复合耐磨镶铸条的挤压辊，其特征在于：陶瓷金属耐磨镶条的金属基体为CrMoWVNb系高耐磨钢基合金，金属基体硬度可达HRc58-64，金属基体或为高铬合金铸铁，金属基体硬度HRc58-64；挤压辊本体材质为低合金钢或高强球墨铸铁。

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