一种耐腐蚀涂层磨段制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀涂层磨段,按重量份将170-175份废钢、30-35份铬锭、70-80份生铁、20-25份硼砂、10-20份锰锭、50-60份镁锭、60-70份碳粉和30-40份硅粉进行熔炼，浇注，在硝盐溶液中进行等温淬火，再进行预处理后采用等离子喷涂方式在基质表面镀上结合层和Al2O3/AlN陶瓷层，其中Al2O3和AlN的质量比为60-65：35-40。本发明专利技术耐热耐腐蚀，可在多种环境下使用，尤其适用于湿法研磨，耐磨性能好，硬度可达70HRC以上，冲击韧性可达7J/cm2。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀涂层磨段
本专利技术涉及磨段
，尤其涉及一种耐腐蚀涂层磨段。
技术介绍
球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。球磨机磨段是球磨机设备研磨 物料介质，通过球磨机磨段之间、磨段与物料之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的 粒径进一步减小。现有技术中，球磨机的磨介磨段主要是铬系合金、锰系合金等球磨铸钢件 或球磨铸铁件，如高铬磨段、低铬磨段、多元合金磨段和钒钛铬合金磨段等，其工作对象多 为水泥、煤炭、矿石、煤渣等。磨煤机磨段在使用时的硬度和耐磨性是影响磨煤机整形效果 的主要因素之一。为了提高破碎效率和磨段的耐用度，需要磨段表面有足够的硬度和耐磨 度。同时，在研磨过程中，磨段与磨料、磨段与衬板以及磨段与磨段之间发生的冲撞不可避 免，因此，还要求磨段有一定的韧性，避免破裂，这就对磨段的成分提出高等级的要求。
技术实现思路
基本
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种耐腐蚀涂层磨段，耐热耐腐蚀， 可在多种环境下使用，尤其适用于湿法研磨，耐磨性能好，硬度可达70HRC以上，冲击韧性 可达 7J/cm2。 本专利技术提出的一种耐腐蚀涂层磨段，按照如下步骤制得： S1、熔炼：按重量份将170-175份废钢、30-35份铬锭、70-80份生铁、20-25份硼砂 和10-20份锰锭放入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于4%，氩气流速 为20-25L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2500-2700°C，待上述原料全部熔化后，打开 炉门加入50-60份镁锭、60-70份粒径为55-60 μ m的碳粉和30-40份粒径为30-50 μ m的硅 粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2700-3000°C保温3-4h，保温过程中抽真空维持负压 为0. 3-0. 4kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，感应炉中剩余液体为基质合金 液； S2、浇注：将基质合金液出炉向模具中进行浇注，浇注温度为2400-2500°C，冷却 至340-370°C得到圆柱型合金基质A ; S3、热处理：将圆柱型合金基质A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含 量小于5%，氩气流速为5-8L/min，将电炉温度升温至1200-1300°C，升温过程符合T = 25+lg(t-l)，T为温度，T单位为°C，t为时间，t单位为min，保温3-5h后，将保温后的圆 柱型合金基质A取出置于温度为160-200°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至 260-320°C进行保温，保温时间为Xmin，然后取出空气冷却至室温得到圆柱型合金基质B，X =2. 4R+ (3?6)，其中R为圆柱型合金基质A的半径，R的单位为mm，所述硝酸盐溶液为按 摩尔份数将1-3份硝酸镁、2-6份硝酸钾和3-7份硝酸钠加入8-15份水中充分搅拌所得； S4、预处理：将圆柱型合金基质B在室温下浸入水中5-10min，取出干燥后浸入丙 酮中并用超声清洗机进行清洗，清洗时间为15_20min，清洗温度为55-65°C，再次取出干燥 后在室温下浸入乙醚中l〇-15min，然后取出置于真空室中进行干燥后，用喷砂机对表面进 行粗化处理得到圆柱型合金基质C，圆柱型合金基质C的粗糙度为7-8 μ m ; S5、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在圆柱型合金基质C表面喷涂一层厚度为 101-104 μ m的纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为202-207 μ m陶瓷层 得到耐腐蚀涂层磨段，其中纯铝结合层的原料为粒径20-25 μ m的铝粉，陶瓷层的原料为 粒径50-60 μ m的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的质量比为60-65 :35-40,等离子喷 涂系统的参数如下：电流600-650A，电压为50V，氩气的流量为50-52L/min，氢气的流量为 25-26L/min，原料送粉率为 1. 6-1. 8kg/h。 优选地，S1中，按重量份将173份废钢、33份铬锭、75份生铁、22份硼砂和18份锰 锭放入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于4%，氩气流速为22L/min, 关闭炉门后将感应炉温度升至2600°C，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入57份镁锭、 63份粒径为55-60 μ m的碳粉和34份粒径为30-50 μ m的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度 升至2900°C保温3. 2h，保温过程中抽真空维持负压为0. 33kPa，再次打开炉门捞出浮在液 体表面的炉渣后，感应炉中剩余液体为基质合金液。 优选地，S3中，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将2份硝酸镁、5份硝酸钾和5份硝 酸钠加入10份水中充分搅拌所得。 在由铁矿石生产各种铁或铁合金时，由于铁矿中往往伴生有磷、硫等金属或非金 属矿，导致最终的铁或铁合金中含有磷、硫等元素以及难以避免的杂质。 本专利技术在进行表面涂层前进行预处理，增强基质表面的粗糙程度，使涂层与基质 结合更加紧密；选用纯铝作为结合层，加强基质和A1 203/A1N陶瓷层粘连强度；采用等离子 喷涂的方法在圆柱型合金基质表面喷涂纯镍结合层和A1 203/A1N陶瓷层，其中陶瓷层中的 A1203和A1N质量比为45-50 :50-55, A1203/A1N陶瓷层厚度为208-212 μ m，利用铝的氮化物 和氧化物提高磨段耐磨性能，满足实际使用过程中对磨段的要求，经检测发现磨段硬度可 达70HRC以上，适用于大部分材料的研磨，而A1 203/A1N陶瓷层在磨段表面形成致密的保护 膜，显著提高耐热、耐腐蚀和耐氧化的性能，使本专利技术更适用于湿法研磨，还提高本专利技术的 使用寿命，间接降低了使用成本；而采用废钢、铬锭、生铁、硼砂和锰锭配合作为圆柱型合金 基质的主料，实现本专利技术对于圆柱型基质密度高和冲击韧性高的要求，提高磨段在使用中 磨削效率，加强磨段的耐用性；镁锭、粒径为55-60 μ m的碳粉粒径为30-50 μ m的硅粉和熔 炼前通入的氩气相互配合，可减少熔炼中与氧气接触，减少合金基质中氧化物的含量，进一 步提高磨段的使用寿命；在热处理中采用硝酸盐溶液进行等温淬火，先将温度升高使圆柱 型合金基质中的奥氏体均匀分布，利用硝酸盐溶液的高比热容进行快速降温，使奥氏体转 化成贝氏体，大幅度提高合金基质的韧性，冲击韧性可达7J/cm 2,经多次试验证明硝酸镁、 硝酸钾、硝酸钠和水的摩尔比为1-3 :2-6 :3-7 :8-15时在260-320°C比热容最大，可以大量 吸收圆柱型合金基质的热能，达到快速降温的效果，而又通过多次试验对比得出降温时间 与圆柱型合金基质的半径存在线性函数关系，依据此线性函数得出的降温时间，可使圆柱 型合金基质的韧性达到最高。 【具体实施方式】 下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。 实施例1 本专利技术提出的一种耐腐蚀涂层磨段，按照如下步骤制得： S1、熔炼：按重量份将170份废钢、35份铬锭、70份生铁、25份硼砂和10份锰锭放 入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量为3. 7%，氩气流速为20L/min，关闭 炉门后将感应炉温度升至2700°C，待上述原料全部熔化后，打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀涂层磨段，其特征在于，按照如下步骤制得：S1、熔炼：按重量份将170‑175份废钢、30‑35份铬锭、70‑80份生铁、20‑25份硼砂和10‑20份锰锭放入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于4％，氩气流速为20‑25L/min,关闭炉门后将感应炉温度升至2500‑2700℃，待上述原料全部熔化后，打开炉门加入50‑60份镁锭、60‑70份粒径为55‑60μm的碳粉和30‑40份粒径为30‑50μm的硅粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2700‑3000℃保温3‑4h，保温过程中抽真空维持负压为0.3‑0.4kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，感应炉中剩余液体为基质合金液；S2、浇注：将基质合金液出炉向模具中进行浇注，浇注温度为2400‑2500℃，冷却至340‑370℃得到圆柱型合金基质A；S3、热处理：将圆柱型合金基质A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量小于5％，氩气流速为5‑8L/min，将电炉温度升温至1200‑1300℃，升温过程符合T＝25+lg(t‑1)，T为温度，T单位为℃，t为时间，t单位为min，保温3‑5h后，将保温后的圆柱型合金基质A取出置于温度为160‑200℃的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至260‑320℃进行保温，保温时间为Xmin，然后取出空气冷却至室温得到圆柱型合金基质B，X＝2.4R+(3～6)，其中R为圆柱型合金基质A的半径，R的单位为mm，所述硝酸盐溶液为按摩尔份数将1‑3份硝酸镁、2‑6份硝酸钾和3‑7份硝酸钠加入8‑15份水中充分搅拌所得；S4、预处理：将圆柱型合金基质B在室温下浸入水中5‑10min，取出干燥后浸入丙酮中并用超声清洗机进行清洗，清洗时间为15‑20min，清洗温度为55‑65℃，再次取出干燥后在室温下浸入乙醚中10‑15min，然后取出置于真空室中进行干燥后，用喷砂机对表面进行粗化处理得到圆柱型合金基质C，圆柱型合金基质C的粗糙度为7‑8μm；S5、喷涂涂层：利用等离子喷涂系统在圆柱型合金基质C表面喷涂一层厚度为101‑104μm的纯铝结合层后，再在纯铝结合层的表面喷涂一层厚度为202‑207μm陶瓷层得到耐腐蚀涂层磨段，其中纯铝结合层的原料为粒径20‑25μm的铝粉，陶瓷层的原料为粒径50‑60μm的Al2O3和AlN混合粉料，Al2O3和AlN的质量比为60‑65：35‑40，等离子喷涂系统的参数如下：电流600‑650A，电压为50V，氩气的流量为50‑52L/min，氢气的流量为25‑26L/min，原料送粉率为1.6‑1.8kg/h。...

【技术特征摘要】
1. 一种耐腐蚀涂层磨段，其特征在于，按照如下步骤制得： 51、 熔炼：按重量份将170-175份废钢、30-35份铬锭、70-80份生铁、20-25份硼砂和 10-20份锰锭放入感应炉中，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于4%，氩气流速为 20-25L/min，关闭炉门后将感应炉温度升至2500-2700°C，待上述原料全部熔化后，打开炉 门加入50-60份镁锭、60-70份粒径为55-60 μ m的碳粉和30-40份粒径为30-50 μ m的硅 粉，再次关闭炉门将感应炉温度升至2700-300(TC保温3-4h，保温过程中抽真空维持负压 为0. 3-0. 4kPa，再次打开炉门捞出浮在液体表面的炉渣后，感应炉中剩余液体为基质合金 液； 52、 浇注：将基质合金液出炉向模具中进行浇注，浇注温度为2400-2500°C，冷却至 340-370°C得到圆柱型合金基质A ; 53、 热处理：将圆柱型合金基质A放入电炉内，向电炉内通入氩气使电炉中氧含量 小于5%，氩气流速为5-8L/min，将电炉温度升温至1200-1300 °C，升温过程符合T = 25+lg(t-l)，T为温度，T单位为°C，t为时间，t单位为min，保温3-5h后，将保温后的圆 柱型合金基质A取出置于温度为160-200°C的硝酸盐溶液中，待硝酸盐溶液的温度升至 260-320°C进行保温，保温时间为Xmin，然后取出空气冷却至室温得到圆柱型合金基质B，X =2. 4R+ (3?6)，其中R为圆柱型合金基质A的半径，R的单位为mm，所述硝酸盐溶液为按 摩尔份数将1-3份硝酸镁、2-6份硝酸钾和3-7份硝酸钠加入8-15份水中充分搅拌所得； 54、 预处理：将圆柱型合金基质B在室温下浸入水中5-10min，取出干燥后浸入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金斌，杨霄，葛兴洋，
申请(专利权)人：宁国东方碾磨材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34