一種球磨機(jī)用涂層襯板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球磨機(jī)用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2.2-2.8％，鉻：14-16％，鋁：4.7-6.2％，鎂：0.05-0.12％，錳：0.7-0.82％，硅：0.8-1.2％，鉬：0.5-1.2％，氮：1.3-2.1％，氧：0.03-0.1％，硫：0.01-0.05％，磷：0.03-0.045％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明破碎率≤0.35％，硬度可達(dá)75HRC以上，沖擊韌性可達(dá)8J/cm2以上。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及球磨機(jī)襯板【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種球磨機(jī)用涂層襯板。 一種球磨機(jī)用涂層襯板

【背景技術(shù)】
[0002] 球磨機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一。球磨機(jī)是將塊狀物料破碎成粉 狀物料的機(jī)器，它在生產(chǎn)時(shí)球磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)筒內(nèi)的物料和鋼球進(jìn)行旋轉(zhuǎn)形成落差撞 擊運(yùn)動(dòng)。球磨機(jī)靠裝在鋼球和物料與筒體內(nèi)的空心擋料圈襯板或?qū)嵭膿趿先σr板撞擊，以 及鋼球、物料在旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)相互撞擊摩擦作用將礦石等塊狀物料制成粉末，其中襯板可用 來保護(hù)筒體，是重要的基礎(chǔ)零部件，尤其是精密工業(yè)襯板在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用， 襯板使筒體免受研磨體和物料直接沖擊和磨擦，同時(shí)也可利用不同形式的襯板來調(diào)整研磨 體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，增強(qiáng)研磨體對物料的粉碎作用，有助于提高磨機(jī)的粉磨效率，增加產(chǎn)量，降 低金屬消耗，目前國內(nèi)球磨機(jī)工作對象多為水泥、煤炭、礦石、煤渣等，對球磨機(jī)使用時(shí)的襯 板破碎率、硬度及沖擊韌性要求越來越高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種球磨機(jī)用涂層襯板具有良好的綜合性能，其破碎率< 0. 35%， 硬度可達(dá)75HRC以上,沖擊韌性可達(dá)8J/cm2以上。
[0004] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 2. 2-2. 8%，鉻：14-16%，鋁：4· 7-6. 2%，鎂：0· 05-0. 12%，錳：0· 7-0. 82%，硅：0· 8-1. 2%， 鑰：0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量 為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0005] 根據(jù)上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機(jī)用涂層襯板：
[0006] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內(nèi)依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進(jìn) 行熔化，加熱溫度為1320_1360°C ;
[0007] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1450-150(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧 4-6min，然后加入鋁進(jìn)行終脫氧得到混合鐵液；
[0008] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300_1340°C進(jìn)行澆 注，待金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預(yù)成型襯板；
[0009] S4、熱處理：將預(yù)成型襯板放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量 小于5 %，氬氣流速為5-8L/min，將電爐溫度升溫至1200-1300°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T為溫度，T單位為°(：, t為時(shí)間，t單位為min,保溫3-5h后，將保溫后的襯 板取出置于溫度為160-200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260-320°C進(jìn)行 保溫，保溫時(shí)間為120-140min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液 為按摩爾份數(shù)將1-3份硝酸鎂、2-6份硝酸鉀和3-7份硝酸鈉加入8-15份水中充分?jǐn)嚢杷?得；
[0010] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為 102-105 μ m的純鋁結(jié)合層后，再在純鋁結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為199-202 μ m陶瓷層 得到球磨機(jī)用涂層襯板，其中純鋁結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為 粒徑45-55 μ m的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質(zhì)量比為8-12 :88-92,等離子噴 涂系統(tǒng)的參數(shù)如下：電流550-600A，電壓為50V，氬氣的流量為50-52L/min，氫氣的流量為 25-26L/min，原料送粉率為 1. 6-1. 8kg/h。
[0011] 優(yōu)選地，其組分按重量百分比包括：碳：2. 4%，鉻：15%，鋁：5. 3%，鎂：0. 1%，錳： 0. 76%，硅：1%，鑰：0. 8%，氮：1. 8%，氧：0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不 可避免的雜質(zhì)。
[0012] 優(yōu)選地，在S4中，將預(yù)成型襯板放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量 為4. 3%，氬氣流速為7L/min，將電爐溫度升溫至1280°C，升溫過程符合T = 159+lg (t-Ι)， T為溫度,Τ單位為°(：,1:為時(shí)間，t單位為min,保溫4h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 180°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至290°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為130min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數(shù)將2份硝酸鎂、4份 硝酸鉀和5份硝酸鈉加入10份水中充分?jǐn)嚢杷谩?br> [0013] 在由鐵礦石生產(chǎn)各種鐵或鐵合金時(shí)，由于鐵礦中往往伴生有銅、磷、硫等金屬或非 金屬礦，導(dǎo)致最終的鐵或鐵合金中含有銅、磷、硫等元素以及難以避免的雜質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明通過調(diào)整組分，提高鉻元素的含量并加入稀土元素，大幅提高本發(fā)明的 耐磨性能；在熱處理中采用硝酸鹽溶液進(jìn)行等溫淬火，先將溫度升高，升溫過程符合T = 20+lg(t_l)，預(yù)成型襯板升溫速率先快后慢，先使預(yù)成型襯板的溫度快速達(dá)到奧氏體溫度 區(qū)，再降低預(yù)成型襯板的升溫速率使預(yù)成型襯板中的奧氏體均勻分布，再利用硝酸鹽溶液 的高比熱容進(jìn)行快速降溫，使奧氏體轉(zhuǎn)化成貝氏體，大幅度提高預(yù)成型襯板的韌性；采用等 離子噴涂的方法在回火后襯板表面噴涂純鋁結(jié)合層和A1 203/A1N陶瓷層，其中陶瓷層中的 A1203和A1N質(zhì)量比為8-12 :88-92, A1203/A1N陶瓷層厚度為199-202 μ m，利用鋁的氮化物 和氧化物提高襯板耐磨性能，滿足實(shí)際使用過程中對襯板的要求，而A1203/A1N陶瓷層在襯 板表面形成致密的保護(hù)膜，顯著提高耐熱、耐腐蝕和耐氧化的性能；經(jīng)試驗(yàn)得出，本發(fā)明的 其破碎率< 0. 35%，硬度可達(dá)75HRC以上，沖擊韌性可達(dá)8J/cm2以上。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 2%，鉻： 16%，鋁：4.7%，鎂：0.12%，錳：0.7%，硅：1.2%，鑰 ：0.5%，氮：2.1%，氧：0.03%，硫： 0. 05%，磷：0. 03%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0017] 根據(jù)上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機(jī)用涂層襯板：
[0018] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內(nèi)依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進(jìn) 行熔化，加熱溫度為1360°C ;
[0019] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1450°C，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧6min， 然后加入鋁進(jìn)行終脫氧得到混合鐵液；
[0020] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300°C進(jìn)行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預(yù)成型襯板；
[0021] S4、熱處理：將預(yù)成型襯板放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量為 4. 8%，氬氣流速為5L/min，將電爐溫度升溫至1300°C，升溫過程符合T = 159+lg (t-1)，T 為溫度，T單位為°(：, t為時(shí)間，t單位為min,保溫3h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為140min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數(shù)將1份硝酸鎂、6份 硝酸鉀和3份硝酸鈉加入15份水中充分?jǐn)嚢杷茫?br> [0022] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為102μηι的 純鋁結(jié)合層后，再在純鋁結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為202 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用涂層 襯板，其中純鋁結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質(zhì)量比為8 :92,等離子噴涂系統(tǒng)的參數(shù)如下：電流 550A，電壓為50V，氬氣的流量為52L/min，氫氣的流量為25L/min，原料送粉率為1. 8kg/h。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 8%，鉻： 14%，鋁：6.2%，鎂：0.05%，錳：0.82%，硅 ：0.8%，鑰：1.2%，氮：1.3%，氧：0.1%，硫： 0. 01%，磷：0. 045%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0025] 根據(jù)上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機(jī)用涂層襯板：
[0026] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內(nèi)依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進(jìn) 行熔化，加熱溫度為1320°C ;
[0027] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1500°C，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧4min， 然后加入鋁進(jìn)行終脫氧得到混合鐵液；
[0028] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1340°C進(jìn)行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預(yù)成型襯板；
[0029] S4、熱處理：將預(yù)成型襯板放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量為 4%，氬氣流速為8L/min，將電爐溫度升溫至1200°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T為 溫度，T單位為°(：, t為時(shí)間，t單位為min,保溫5h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為 160°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至320°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為120min，然 后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數(shù)將3份硝酸鎂、2份 硝酸鉀和7份硝酸鈉加入8份水中充分?jǐn)嚢杷茫?br> [0030] S5、嗔涂涂層：利用等尚子嗔涂系統(tǒng)在回火后襯板表面嗔涂一層厚度為105μηι的 純鋁結(jié)合層后，再在純鋁結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為199 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用涂層 襯板，其中純鋁結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m的 A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質(zhì)量比為12 :88,等離子噴涂系統(tǒng)的參數(shù)如下：電流 600A，電壓為50V，氬氣的流量為50L/min，氫氣的流量為26L/min，原料送粉率為1. 6kg/h。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用涂層襯板，其組分按重量百分比包括：碳：2. 4%， 鉻：15%，鋁：5· 3%，鎂：0· 1%，錳：0· 76%，硅：1%，鑰：0· 8%，氮：1· 8%，氧：0· 08%，硫： 0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0033] 根據(jù)上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機(jī)用涂層襯板：
[0034] S1、加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內(nèi)依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進(jìn)
【權(quán)利要求】
1. 一種球磨機(jī)用涂層襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包括：碳：2. 2-2. 8%， 鉻：14-16 %，鋁：4· 7-6. 2 %，鎂：0· 05-0. 12 %，錳：0· 7-0. 82 %，硅：0· 8-1. 2 %，鑰： 0· 5-1. 2%，氮：1. 3-2. 1%，氧：0· 03-0. 1%，硫：0· 01-0. 05%，磷：0· 03-0. 045%，余量為鐵 和不可避免的雜質(zhì)； 根據(jù)上述配比，按照如下工藝制備所述球磨機(jī)用涂層襯板： 51、 加料：在含有硅砂爐襯的加熱爐內(nèi)依次加入鉻鐵、鑰鐵、生鐵、廢鋼和回爐料進(jìn)行熔 化，加熱溫度為1320-1360°C ; 52、 脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1450-150(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧 4-6min，然后加入鋁進(jìn)行終脫氧得到混合鐵液； 53、 澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1300-1340°C進(jìn)行澆注，待 金屬型冒口凝固后開箱，冷卻得到預(yù)成型襯板； 54、 熱處理：將預(yù)成型襯板放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量小于5%， 氬氣流速為5-8L/min，將電爐溫度升溫至1200-1300°C，升溫過程符合T = 159+lg(t-l)，T 為溫度，T單位為°(：, t為時(shí)間，t單位為min,保溫3-5h后，將保溫后的襯板取出置于溫度 為160-200°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的溫度升至260-320°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為 120-140min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板，所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數(shù)將 1-3份硝酸鎂、2-6份硝酸鉀和3-7份硝酸鈉加入8-15份水中充分?jǐn)嚢杷茫? 55、 噴涂涂層：利用等離子噴涂系統(tǒng)在回火后襯板表面噴涂一層厚度為102-105μπι的 純鋁結(jié)合層后，再在純鋁結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為199-202 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用 涂層襯板，其中純鋁結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鋁粉，陶瓷層的原料為粒徑45-55 μ m 的A1203和A1N混合粉料，A1203和A1N的的質(zhì)量比為8-12 :88-92,等離子噴涂系統(tǒng)的參數(shù) 如下：電流550-600A，電壓為50V，氬氣的流量為50-52L/min，氫氣的流量為25-26L/min，原 料送粉率為1. 6-L 8kg/h。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機(jī)用涂層襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包括： 碳：2· 4%，鉻：15%，鋁：5· 3%，鎂：0· 1%，錳：0· 76%，硅：1%，鑰：0· 8%，氮：1· 8%，氧： 0. 08%，硫：0. 02%，磷：0. 04%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球磨機(jī)用涂層襯板，其特征在于，在S4中，將預(yù)成型襯板 放入電爐內(nèi)，向電爐內(nèi)通入氬氣使電爐中氧含量為4. 3%，氬氣流速為7L/min，將電爐溫度 升溫至1280°C，升溫過程符合
，T為溫度，T單位為°C，t為時(shí)間，t單位為 min，保溫4h后，將保溫后的襯板取出置于溫度為180°C的硝酸鹽溶液中，待硝酸鹽溶液的 溫度升至290°C進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為130min，然后取出空氣冷卻至室溫得到回火后襯板， 所述硝酸鹽溶液為按摩爾份數(shù)將2份硝酸鎂、4份硝酸鉀和5份硝酸鈉加入10份水中充分 攪拌所得。
【文檔編號】C22C38/60GK104084272SQ201410271228
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】金太軍 申請人:寧國市鑫煌礦冶配件制造有限公司