專利名稱：復(fù)合耐磨棒的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般破碎、研磨、浮選、粉碎領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備，特別涉及一種復(fù)合耐磨棒的制造工藝。
背景技術(shù)：
棒磨機(jī)廣泛應(yīng)用在煤炭、冶金、礦山、電力、建材、耐火材料、能源等工業(yè)行業(yè)中的破碎、制粉、浮選、研磨等作業(yè)上。耐磨棒在棒磨機(jī)中對被磨物料進(jìn)行沖擊和研磨，磨料對耐磨棒表面產(chǎn)生切削和鑿削作用，所以，耐磨棒是棒磨機(jī)中最主要的磨損件，國內(nèi)每年的需求量在十萬噸以上。目前各行業(yè)所用的耐磨棒材質(zhì)主要有高錳鋼、多元低合金鋼、碳鋼等幾種單一金屬材料。高錳鋼只有在高負(fù)荷、高沖擊應(yīng)力下，實現(xiàn)奧氏體向馬氏體的固態(tài)相變而加工硬化，才能充分發(fā)揮其耐磨性，且屈服強(qiáng)度低，易產(chǎn)生塑性流變，而在磨機(jī)中，磨棒是通過磨料堆積層間接相互沖擊，沖擊強(qiáng)度較小，加工硬化效果不顯著，因此耐磨性達(dá)不到理想值；多元低合金鋼的宏觀硬度在HRC40左右，由于硬度低，不能抵抗磨料的壓入和劃動，在使用過程中表面產(chǎn)生大量的切削和塑變低周疲勞，故耐磨性不好；碳鋼硬度和韌性也不好兼顧，很難勝任耐磨棒細(xì)而長又要耐磨的要求。近年來，針對耐磨棒磨損的具體工況和資源情況，國內(nèi)外主要在化學(xué)成分再合金化、熱處理工藝、冶煉澆注工藝等方面展開研究，研制出多種耐磨材料，主要有改性高錳鋼、中錳鋼、超高錳鋼系列，高、中、低碳耐磨合金鋼系列，但由于單一材質(zhì)在強(qiáng)度、硬度、塑韌性等方面機(jī)械力學(xué)性能不可兼顧各種現(xiàn)場工況存在特殊要求，所以使用期限仍然很短或很難滿足各種工況的需要。另外，以上所述的合金耐磨棒，要消耗大量的錳、鉻、鎳、銅等有色金屬，造成國家戰(zhàn)略資源儲備降低。申請人申請的中國專利“棒磨機(jī)復(fù)合耐磨棒”，專利號“ZL97239713.2”，采用鋼筋與耐磨鑄鐵的復(fù)合工藝，對耐磨棒的抗沖擊性、耐磨損性等性能指標(biāo)進(jìn)行了改進(jìn)和提高，但針對不同的工況，還需要從材質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面進(jìn)行深入研究，開發(fā)出一種新的用于棒磨機(jī)的復(fù)合耐磨棒制造工藝，進(jìn)一步提高棒磨機(jī)的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種新的能夠更好的滿足抗沖擊性、耐腐蝕性、耐磨損性等多種工況要求，具有使用壽命長、價格低的復(fù)合耐磨棒的制造工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的一種復(fù)合耐磨棒的制造工藝，該制造工藝依下述步驟進(jìn)行a.拉制納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)，根據(jù)不同工況需要，選用不同成分的金屬材料；b.對納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)酸洗或丙酮洗滌，進(jìn)行表面除銹、除污、除油等處理；c.根據(jù)耐磨棒規(guī)格尺寸將一定數(shù)量的納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)填入束緊外管(2)內(nèi)，加工成截面為正方形或長方形的復(fù)合管；根據(jù)耐磨棒工藝要求尺寸，對復(fù)合管進(jìn)行切割；d.根據(jù)耐磨棒的規(guī)格，選擇作為耐磨棒骨架(3)的棒材材質(zhì)與尺寸；將棒材加工成帶有螺旋槽的耐磨棒骨架(3)；
e.將制作好的復(fù)合管緊密鑲嵌在耐磨棒骨架(3)螺旋槽中；f.將耐磨棒骨架(3)與緊密鑲嵌在螺旋槽中的復(fù)合管用銅焊焊牢，使其牢固連接成為一個整體，修磨表面至工藝要求尺寸，即制備出復(fù)合耐磨棒。
在上述技術(shù)方案中，束緊外管(2)采用A3鋼制成，其壁厚為1～4mm。
在上述技術(shù)方案中，納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)的直徑為0.1～2.5mm。該納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)選用納米結(jié)構(gòu)的低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼金屬絲，或者納米結(jié)構(gòu)的低、中、高碳合金鋼金屬絲，或者納米結(jié)構(gòu)錳鋼亞穩(wěn)材料的金屬絲。
在上述技術(shù)方案中，耐磨棒骨架(3)采用A3鋼制作；該耐磨棒骨架(3)的螺旋槽與橫截面的夾角一般為10～45°，螺旋槽的深度一般為耐磨棒直徑的1/5～1/3。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、在耐磨棒骨架的螺旋槽中鑲嵌有納米結(jié)構(gòu)金屬絲與束緊外管緊固為一體的復(fù)合管，構(gòu)成抗磨硬質(zhì)面，能夠阻止磨料顆粒在耐磨棒工作面的壓入和劃動，從而使耐磨棒具有很高的耐磨性能。
2、本發(fā)明充分發(fā)揮了納米結(jié)構(gòu)金屬材料的高韌性、高強(qiáng)度、高耐磨和低價格等各種優(yōu)點，并解決了普通合金耐磨棒要消耗大量有色金屬的問題。
3、本發(fā)明的復(fù)合成型工藝可控性強(qiáng)、成品率高、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低、不需要經(jīng)過熱處理等工藝即可獲得很高的使用性能。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的復(fù)合管立面示意圖；
圖3是本發(fā)明的耐磨棒骨架正視剖面示意圖；圖4是本發(fā)明產(chǎn)品正視剖面示意圖；圖5是本發(fā)明的產(chǎn)品拼合展開示意圖。
具體實施例方式
實施例本發(fā)明的工藝流程，參見圖1。復(fù)合耐磨棒的制造工藝步驟如下a.拉制金屬絲。根據(jù)不同工況需要，選用不同成分的金屬材料，用拉絲設(shè)備拉制加工出直徑為0.1～2.5mm納米結(jié)構(gòu)金屬絲1；納米結(jié)構(gòu)金屬絲的材料選用低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼金屬絲，或者是低、中、高碳合金鋼金屬絲，或者錳鋼亞穩(wěn)材料的金屬絲，也可選用相應(yīng)的金屬絲材料。
b.處理金屬絲。對納米結(jié)構(gòu)金屬絲1采用酸洗或丙酮洗滌方式，進(jìn)行表面除銹、除污、除油等處理。
c.加工復(fù)合管。參見圖2，根據(jù)耐磨棒規(guī)格尺寸，確定束緊外管2的尺寸，束緊外管2的厚度一般為1～4mm；束緊外管2采用A3鋼制作；將一定數(shù)量的納米結(jié)構(gòu)金屬絲1緊密固定在束緊外管2內(nèi)，并將該束緊外管2加工成截面為正方形或長方形的復(fù)合管，該正方形復(fù)合管截面的長寬尺寸一般為10×10～40×40mm，該長方形復(fù)合管截面的長寬尺寸一般為10×20～20×60mm；根據(jù)耐磨棒工藝要求尺寸(即耐磨棒骨架3螺旋槽的深度尺寸)，對復(fù)合管進(jìn)行切割。
d.加工耐磨棒骨架。參見圖3，根據(jù)耐磨棒規(guī)格與復(fù)合管尺寸，選擇作為耐磨棒骨架3的棒材材質(zhì)，確定該棒材的直徑與長度尺寸；用車床將棒材加工成帶有螺旋槽的耐磨棒骨架3，該螺旋槽的寬度與深度與復(fù)合管相匹配。該螺旋槽與橫截面的夾角一般為10～45°；螺旋槽的深度一般定為耐磨棒直徑的1/5～1/3。棒材材質(zhì)選用A3鋼制作。
e.放置復(fù)合管。將制作好的復(fù)合管緊密鑲嵌在耐磨棒骨架3螺旋槽中。
f.焊接、制作復(fù)合耐磨棒。將耐磨棒骨架3與緊密鑲嵌在螺旋槽中的復(fù)合管用銅焊焊牢，使其牢固連接成為一個整體，修磨表面至工藝要求尺寸，即制備出耐磨棒骨架與復(fù)合管復(fù)合為一體的復(fù)合耐磨棒。參見圖4和圖5。
本發(fā)明的工藝步驟中c與d可同時進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于該制造工藝依下述步驟進(jìn)行a.拉制納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)，根據(jù)不同工況需要，選用不同成分的金屬材料；b.對納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)酸洗或丙酮洗滌，進(jìn)行表面除銹、除污、除油等處理；c.根據(jù)耐磨棒規(guī)格尺寸將一定數(shù)量的納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)放入束緊外管(2)內(nèi)，加工成截面為正方形或長方形的復(fù)合管；根據(jù)耐磨棒工藝要求尺寸，對復(fù)合管進(jìn)行切割；d.根據(jù)耐磨棒的規(guī)格，選擇作為耐磨棒骨架(3)的棒材材質(zhì)與尺寸；將棒材加工成帶有螺旋槽的耐磨棒骨架(3)；e.將制作好的復(fù)合管緊密鑲嵌在耐磨棒骨架(3)螺旋槽中；f.將耐磨棒骨架(3)與緊密鑲嵌在螺旋槽中的復(fù)合管用銅焊焊牢，使其牢固連接成為一個整體，修磨表面至工藝要求尺寸，即制備出復(fù)合耐磨棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于束緊外管(2)采用A3鋼制成，其壁厚為1～4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)的直徑為0.1～2.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于耐磨棒骨架(3)采用A3鋼制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于耐磨棒骨架(3)的螺旋槽與橫截面的夾角為10～45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒的制造工藝，其特征在于耐磨棒骨架(3)螺旋槽的深度為耐磨棒直徑的1/5～1/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合耐磨棒，其特征在于納米結(jié)構(gòu)金屬絲(1)選用納米結(jié)構(gòu)的低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼金屬絲，或者納米結(jié)構(gòu)的低、中、高碳合金鋼金屬絲，或者納米結(jié)構(gòu)錳鋼亞穩(wěn)材料的金屬絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合耐磨棒的制造工藝，具體步驟如下拉制納米結(jié)構(gòu)金屬絲、處理納米結(jié)構(gòu)金屬絲、加工復(fù)合管、加工耐磨棒骨架、放置復(fù)合管、平鋪焊接，即制備出耐磨棒骨架與復(fù)合管復(fù)合為一體的用于棒磨機(jī)的復(fù)合耐磨棒。本發(fā)明的優(yōu)點是該復(fù)合耐磨棒充分發(fā)揮了納米結(jié)構(gòu)金屬材料的高韌性、高強(qiáng)度、高耐磨和低價格等各種優(yōu)點，解決了普通合金耐磨棒要消耗大量有色金屬的問題，使用壽命比普通材質(zhì)耐磨棒提高一個數(shù)量級。本發(fā)明的工藝可控性強(qiáng)、成品率高、生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低、不需要經(jīng)過熱處理等工藝即可獲得很高的使用性能。
文檔編號B02C17/20GK1923371SQ20061010460
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者許云華, 王永平 申請人:西安建筑科技大學(xué)