【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磨盘，尤其涉及一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘及其制备工艺。
技术介绍
1、立式磨机已经广泛地应用于在水泥建材、电厂、钢厂等粉磨行业领域。在磨机服役过程中，磨盘磨盘及磨盘衬瓦是磨机主要的抗磨损工作件，长期服役中会由于耐磨件的过量磨损而造成磨机出力降低，因此，磨机中磨盘磨盘及磨盘衬瓦的使用寿命以及运行状态的好坏，直接影响企业的经济效益。然而，目前对于磨盘磨盘及磨盘衬瓦等耐磨部件的制备主要采用高铬铸铁整体铸造成型以及表面堆焊或整体堆焊等方法。其中最广泛应用的是高铬铸铁，在电力工业、采矿、冶金、建材、煤矿等设备中都能显示其优异的抗磨性能。但铸造高铬铸铁中初生碳化物较多，脆性大，在高应力磨损工况下易出现脆性断裂的情况，导致构件失效。堆焊耐磨材料是通过堆焊的方式在待焊工件表面熔敷耐磨性较高的金属层，从而达到表面强化、恢复尺寸的目的。堆焊耐磨材料多种多样，主要应用于耐磨领域的是高铬铸铁型堆焊材料，在纯磨粒磨损工况下凸显出优异的耐磨性，相比于铸造法生产的高铬铸铁，堆焊法制造的高铬铸铁具有更高的铬碳比，组织中初生碳化物更多，耐磨性更优良。但堆焊层的厚度、位置通常有一定限制，且在冲击载荷条件下易出现断裂及剥落的情况，另外堆焊修复量大，修复次数频繁。因此，制备高抗磨性的磨盘成为本领域的研究重点。
2、中国专利cn108994744a公开了一种耐磨金刚石磨盘及其制备方法，其制备的耐磨金刚石磨盘由以下原料制成：fecu预合金、cusn预合金、金刚石微粉、锡、稀土元素、铁，通过在金刚石磨盘原料中加入fecu预合金、cusn预合金，增
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘及其制备工艺，以解决现有技术中磨盘耐磨性不足和切削效率低的技术问题。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供了一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，包括以下步骤：
3、步骤一：将复合陶瓷粉体与铁基合金粉末混合均匀，造粒烧结制备金属陶瓷颗粒，所述复合陶瓷粉体的加入量为65～80wt％，所述铁基合金粉末的加入量为20～35％；
4、步骤二：将金属陶瓷颗粒压制成型并烧结制备合金柱钉；
5、步骤三：将端部焊接铜钉的合金柱钉固定至耐磨磨盘砂型模具中，采用砂型工艺铸造所述复合合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘。
6、在以上技术方案的基础上，优选的，所述铁基合金粉末为铁-镍合金粉末、铁-钼合金粉末、铁-铝合金粉末和铁-钛合金粉末中的一种或多种。更为优选的，所述铁基合金粉末按质量百分比计包括以下组分：ni：1.8～2.1％，c：0.3～0.5％，mo：1.3～1.6％，mn：9～12％，fe余量。
7、在以上技术方案的基础上，优选的，所述复合陶瓷粉体包括陶瓷颗粒、无机交联剂和粘合剂，所述复合陶瓷粉体中各组分的质量份数为：所述陶瓷颗粒88～92份、无机交联剂4～6份和粘合剂4～6份。
8、本专利技术中，通过将陶瓷颗粒、无机交联剂、粘合剂和铁基合金粉末混合造粒，陶瓷颗粒本身是一种硬质填料，其分散在铁基合金材料基质中时可以阻碍裂纹的扩展并分散应力，从而提高复合材料的强度；同时陶瓷颗粒本身具有较高的强度，可增加复合材料的耐磨性。但陶瓷颗粒在铁基合金中的分散和排布方式对于其形成的复合材料的性能有重要影响，通过添加无机交联剂和粘合剂，无机交联剂可与粘合剂发生反应，形成硅酸酯交联结构，而硅酸酯交联结构中硅酸酯基团与陶瓷颗粒和铁基合金颗粒表面的羟基或氧化物基团发生反应，形成化学键，增强陶瓷颗粒与铁基合金颗粒之间的界面结合强度，防止颗粒的剥离和脱落；同时硅酸酯交联结构可以形成一层稳定的硅酸盐膜，保护结合界面免受外界环境的侵蚀和氧化；硅酸酯交联结构的形成还可以调节界面的化学性质和表面能，提高陶瓷颗粒和铁基合金颗粒之间的相容性，减少界面的应力集中和裂纹的产生。在此基础上，压制成型并烧结制备合金柱钉，并通过砂型工艺将合金柱钉镶嵌在磨盘基体中，即本专利技术制备得到的复合耐磨磨盘为合金柱钉镶嵌在磨盘基体中的一体化结构，其中合金柱钉形成磨盘的耐磨层，可提高磨盘工作面的耐磨性能；同时无机交联剂、陶瓷颗粒与铁基合金颗粒之间的交联作用，相比于单纯的合金磨盘，可进一步提高耐磨层的热稳定性和切削效率。
9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述陶瓷颗粒包括tic和sic中的一种；所述粘合剂包括异氰酸酯或硅酸酯；所述无机交联剂包括硅酸钠或硅酸钾。
10、进一步优选的，粘合剂为异氰酸酯，无机交联剂为硅酸钠，通过硅酸钠和异氰酸酯之间形成交联结构，这种交联结构可以提高材料的耐热性和机械性能；硅酸钠和异氰酸酯之间可以通过交联反应形成强固的网络结构，将陶瓷颗粒和铁基合金颗粒牢固地固定在一起，有助于防止材料在摩擦和磨损过程中的剥离和破损；同时硅酸钠可以降低陶瓷颗粒之间的烧结温度，促进颗粒之间的结合；硅酸钠还可与铁基合金颗粒表面发生吸附作用，形成一层保护性的硅酸盐膜，出从而提高铁基合金颗粒的分散性和稳定性，减少颗粒之间的聚集和氧化。
11、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括对陶瓷颗粒进行预处理，所述预处理方法为：将氧化铝粉末、陶瓷颗粒和无水乙醇进行超声分散15～20min，然后经抽滤、干燥，得到预处理后的陶瓷颗粒。
12、本专利技术中，通过将氧化铝粉末与陶瓷颗粒进行超声分散，促使氧化铝粉末可以均匀的修饰在陶瓷颗粒的表面，氧化铝修饰的陶瓷颗粒表面具有较高的表面能和活性位点，可进一步促进陶瓷颗粒与无机交联剂之间交联网络的形成；同时可以与铁基合金颗粒表面发生物理吸附和化学键结合，增加陶瓷颗粒与铁基合金颗粒之间的接触面积，并提高它们之间的结合强度。陶瓷颗粒具有高硬度和耐磨性的特点，能够有效抵抗摩擦和磨损，通过将经氧化铝修饰的陶瓷颗粒与铁基合金颗粒混合，可以在复合材料中引入陶瓷颗粒的耐磨性能，陶瓷颗粒与铁基合金颗粒的组合可以形成复合材料的复合界面，提供更好的抗磨损性能。
13、在以上技术方案的基础上，优选的，所述氧化铝粉末的加入量为所述陶瓷颗粒质量的1％～30％。较低的氧化铝粉末加入量可能会导致陶瓷颗粒表面修饰效果不明显，无法充分发挥其增强作用；而较高的氧化铝粉末加入量可能会导致复合材料的性能受到限制，如降低材料的可加工性、增加成本等。
14、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中造粒烧结的温度为1200～1300℃，造粒烧结时间为60～80min。
15、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤二具体包括以下步骤：将金属陶瓷颗粒加入预设模具中，在200～250mpa、150～200℃下，通过压制成型、低温固化以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述复合陶瓷粉体包括陶瓷颗粒、无机交联剂和粘合剂，所述复合陶瓷粉体中各组分的质量份数为：所述陶瓷颗粒88～92份、无机交联剂4～6份和粘合剂4～6份。
3.如权利要求2所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：还包括对陶瓷颗粒进行预处理，所述预处理方法为：将氧化铝粉末、陶瓷颗粒和无水乙醇进行超声分散15～20min，然后经抽滤、干燥，得到预处理后的陶瓷颗粒。
4.如权利要求3所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述氧化铝粉末的加入量为所述陶瓷颗粒质量的1％～30％。
5.如权利要求2所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷颗粒包括TiC和SiC中的一种；所述粘合剂为异氰酸酯或硅酸酯；所述无机交联剂包括硅酸钠或硅酸钾。
6.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：步骤一中造粒烧结的温度为
7.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述步骤二具体包括以下步骤：将金属陶瓷颗粒加入预设模具中，在200～250MPa、150～200℃下，通过压制成型、低温固化以及烧结得到所述合金柱钉。
8.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述步骤三具体包括以下步骤：
9.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述合金柱钉为正六棱柱形，所述合金柱钉固定于所述磨盘基体的一端表面开设有横槽。
10.一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘，其特征在于：所述合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘采用如权利要求1～9任一项所述的制备工艺制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述复合陶瓷粉体包括陶瓷颗粒、无机交联剂和粘合剂，所述复合陶瓷粉体中各组分的质量份数为：所述陶瓷颗粒88～92份、无机交联剂4～6份和粘合剂4～6份。
3.如权利要求2所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：还包括对陶瓷颗粒进行预处理，所述预处理方法为：将氧化铝粉末、陶瓷颗粒和无水乙醇进行超声分散15～20min，然后经抽滤、干燥，得到预处理后的陶瓷颗粒。
4.如权利要求3所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述氧化铝粉末的加入量为所述陶瓷颗粒质量的1％～30％。
5.如权利要求2所述的一种合金柱钉镶铸复合耐磨磨盘的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷颗粒包括tic和sic中的一种；所述粘合剂为异氰酸酯或硅酸酯；所述无...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅超，许涛，谢志勇，熊晖，
申请(专利权)人：湖北秦鸿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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