專利名稱：具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨件，特別是一種具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法。
背景技術(shù)：
礦山，水泥、電力、礦山、化工等行業(yè)的設(shè)備中有大量工作在硬質(zhì)磨粒磨損條件下 的零部件，使用壽命很短。通常采用整體耐磨材料如高錳鋼或耐磨鑄鐵制造這些零部件或 采用表面噴涂耐磨材料如陶瓷涂層等方法以提高其壽命，當表面磨損達到一定程度，再堆 焊硬面材料進行修復(fù)，現(xiàn)有的堆焊硬面材料硬度可達到HRA65度。而耐磨陶瓷材料的硬度 可達HRA87度，相同試件用P = 76N、n = 800轉(zhuǎn)/分、t = 30分鐘的耐磨試驗進行比較，錳 鋼磨損0. 053克，高鉻鑄鐵磨損0. 0342克，A1203剛玉磨損率僅0. 00019克，可見耐磨陶瓷 材料的耐磨性能是普通耐磨材料的100-200倍，利用耐磨陶瓷材料是當前制造和修復(fù)耐磨 零部件行業(yè)的發(fā)展方向?，F(xiàn)有的在耐磨件上制備耐磨陶瓷方法有表面噴涂耐磨陶瓷涂層，由于噴涂層與底材結(jié)合強度較差，容易發(fā)生脫落，涂層不 致密；在基體材料表面電鍍耐磨陶瓷涂層，結(jié)合強度有所改善，但涂層厚度有限，且無法 用于如磨煤機、水泥磨粉機中的磨輥等大型耐磨件；鋁熱法制備陶瓷熔覆層，如01139227. 4陶瓷內(nèi)襯鋼管的制造方法、CN1059376A 中所公開的一種離心一鋁熱法制備陶瓷熔覆層的方法，以及J63089680，J63089675, J62086172，利用反應(yīng)物的化學(xué)能產(chǎn)生熔覆過程所需的熱量，而利用離心力使得熔融狀態(tài)的 反應(yīng)生成物液相分離，由于極高的熔體溫度(約2400K)，底材與熔覆層之間可形成強烈的 冶金結(jié)合，從而獲得不易剝落的熔覆層。這種方法只適用于管狀零件內(nèi)壁覆層，無法用于平 板或圓柱外表面。粘接法，如200410017901. 8,200520051421. 3所公開的用無機粘接劑將耐磨陶瓷
片粘接到零件表面制作耐磨層，同樣存在結(jié)合強度差的問題。鑲嵌法，200610107261. 9公開了一種金屬陶瓷耐磨復(fù)合材料及制備方法，以金屬 耐磨板為基體，在鋼板上鑿孔，然后把耐磨陶瓷材料鑲嵌在鋼板孔內(nèi)，構(gòu)成一種高韌性、高 耐磨的復(fù)合板。不難看出，鑲嵌在鋼板孔內(nèi)耐磨陶瓷材料在力的作用下，必然與鋼板孔產(chǎn)生 擠壓，使孔變形，最終鑲嵌在鋼板孔內(nèi)耐磨陶瓷材料脫落，且無法修復(fù)。綜上所述，現(xiàn)有的各種表面耐磨陶瓷覆層的制備方法，均不適用于重負荷的大型 耐磨件，如何將耐磨性能好的耐磨陶瓷應(yīng)用于重負荷的大型耐磨件修復(fù)和制造，是本行業(yè) 多年來謀求解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種具有 陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法。
本實用新型所提供的具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法是由如下技術(shù)方案來 實現(xiàn)的。一種具有陶瓷覆層的耐磨件，包括基體和耐磨陶瓷塊，其特征在于所述耐磨陶瓷 塊是縱橫截面均為上小下大的凸形耐磨陶瓷塊條，所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷條 均勻貼敷于所述基體的整個耐磨表面上，相鄰二耐磨陶瓷條之間留有間隙，在基體上熔敷 有固定堆焊層，固定堆焊層上熔敷耐磨堆焊層，所述固定堆焊層和耐磨堆焊層包覆所述耐 磨陶瓷條。除上述必要技術(shù)特征外，在具體實施過程中，還可進一步補充如下技術(shù)內(nèi)容。所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷塊條的長度方向與耐磨 件工作時的運動方向垂直。所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷 條是梯形、或凸字形、或工字形，所述梯形的腰與下底之間的夾角為45° 90°，優(yōu)選值為 60° 85°。所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷條的上底寬度為10 50mmo所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述相鄰二耐磨陶瓷條之間的最小間 隙，二凸形截面的耐磨陶瓷條下底之間的間隔為4 40mm，優(yōu)選值為6 18mm。本發(fā)明還提供一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，所述制造方法也可用 于再制造修復(fù)。一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)去除基體表面雜物，如氧化物、油污及鑲嵌于表面的被磨材料顆粒。2)將耐磨陶瓷條用膠粘貼于基體表面并保留一定間隙。3)在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊，在固定加強堆焊層上進 行耐磨堆焊，使堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨 件。所述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于所述步驟3)還可按以下方 案進行即在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊和耐磨堆焊，使耐磨堆焊熔 敷金屬高度稍高于耐磨陶瓷條，然后沿垂直于耐磨陶瓷條的長度方向進行耐磨堆焊，使耐 磨堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨件。所述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于所述固定加強堆焊是以高強 電焊條進行的手工電弧堆焊、或高強焊絲自動埋弧堆焊、或高強焊絲自動明弧堆焊；所述耐 磨堆焊是以耐磨電焊條進行的手工電弧堆焊、或耐磨焊絲自動埋弧堆焊、或耐磨焊絲自動 明弧堆焊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法可達到相當?shù)募夹g(shù)進步性及實用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的 廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明的具有陶瓷覆層的耐磨件，用熔敷耐磨堆焊層將梯形截面的長條狀耐磨 陶瓷塊埋固于基體表面，與打孔鑲嵌相比，結(jié)構(gòu)牢固，可多次修復(fù)，適合于重負荷的大型耐 磨件修復(fù)和制造。
4
2、本發(fā)明的具有陶瓷覆層的耐磨件采用焊埋方法與噴涂、電鍍相比具有陶瓷耐磨 層厚的優(yōu)點，生產(chǎn)效率高，更適合于重負荷大型粉磨零部件的制造。3、本發(fā)明的具有陶瓷覆層的耐磨件，將長條狀耐磨陶瓷塊條均勻貼敷于所述基體 的整個耐磨表面上，耐磨陶瓷條的長度方向與耐磨件工作時的運動方向垂直，相鄰二耐磨 陶瓷條之間的間隙熔敷有耐磨堆焊層，且耐磨堆焊層包覆所述耐磨陶瓷條，形成整體平整 的耐磨表面。4、本發(fā)明的具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法工藝簡單，可以大幅提高耐磨性 和降低成本，提高經(jīng)濟效益，在使用的實用性及成本效益上，確實完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需， 相當具有產(chǎn)業(yè)利用價值。綜上所述，本發(fā)明的具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法，具有上述諸多優(yōu)點及 實用價值，其不論在加工方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或耐磨功能上皆有較大改進，在技術(shù)上有顯著的進 步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的陶瓷覆層制造方法具有增進的突出功效，從而 更加適于實用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是本發(fā)明具有陶瓷覆層的耐磨件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本發(fā)明具有陶瓷覆層的耐磨件制造方法的流程圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法其具體實施 方式、制造方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。附圖僅是提供參考與說明之用， 并非用來對本發(fā)明加以限制。請參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明較佳實施例的具有陶瓷覆層的耐磨件，其主要包括 包括基體1和耐磨陶瓷塊，其中所述耐磨陶瓷塊是縱橫截面均為上小下大的凸形耐磨陶 瓷條2，所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷條均勻貼敷于所述基體1的整個耐磨表面上， 相鄰二耐磨陶瓷條2之間留有間隙，在基體上熔敷有固定加強堆焊層和耐磨堆焊層3，所述 固定加強堆焊層和耐磨堆焊層3包覆所述耐磨陶瓷條2。圖中所示為磨輥，本發(fā)明本不局限于圓輥件，也包括板形、弧形曲面件。為使耐磨件的表面磨損均勻，所述耐磨陶瓷條的長度方向與耐磨件工作時的運動 方向垂直。因為耐磨堆焊層的耐磨性能不及耐磨陶瓷條，如果耐磨陶瓷條的長度方向與耐 磨件工作時的運動方向一致，則硬度較低的耐磨堆焊層容易磨出較深的溝道，且愈來愈深； 垂直設(shè)置，在達到一定深度后將形成均勻磨損，溝道深度保持不變。所述耐磨陶瓷條2的上小下大的梯形截面的腰與下底之間的夾角為45° 90°， 優(yōu)選為60° 85°。
所述耐磨陶瓷條的上底寬度為10 50mm。所述相鄰二耐磨陶瓷條之間的最小間隙，即為二梯形或凸形耐磨陶瓷條下底之間 的間隔為4 40mmo所述相鄰二耐磨陶瓷條之間的最小間隙，即為二梯形或凸形耐磨陶瓷條下底之間 的間隔優(yōu)選為6 18mm。本發(fā)明還提供一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，所述制造方法也可用 于修復(fù)。圖3所示是上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法的步驟1)去除基體表面雜物，如氧化物、油污及鑲嵌于表面的被磨材料顆粒。2)將耐磨陶瓷條用膠粘貼于基體表面并保留一定間隙。3)在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊，在固定加強堆焊層上進 行耐磨堆焊，使堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨 件。所述步驟3)還可按以下方案進行即在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定 加強堆焊和耐磨堆焊，使耐磨堆焊熔敷金屬高度稍高于耐磨陶瓷條，然后沿垂直于耐磨陶 瓷條的長度方向進行耐磨堆焊，使耐磨堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成 具有陶瓷覆層的耐磨件。所述固定加強堆焊是以高強電焊條進行的手工電弧堆焊、或高強焊絲自動埋弧堆 焊、或高強焊絲自動明弧堆焊；所述耐磨堆焊是以耐磨電焊條進行的手工電弧堆焊、或耐磨 焊絲自動埋弧堆焊、或耐磨焊絲自動明弧堆焊。本發(fā)明具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法的技術(shù)創(chuàng)新，對于現(xiàn)今同行業(yè)的技術(shù)人 員來說均具有許多可取之處，而確實具有技術(shù)進步性。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
一種具有陶瓷覆層的耐磨件，包括基體和耐磨陶瓷塊，其特征在于所述耐磨陶瓷塊是縱橫截面均為上小下大的凸形耐磨陶瓷塊條，所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷條均勻貼敷于所述基體的整個耐磨表面上，相鄰二耐磨陶瓷條之間留有間隙，在基體上熔敷有固定堆焊層，固定堆焊層上熔敷耐磨堆焊層，所述固定堆焊層和耐磨堆焊層包覆所述耐磨陶瓷條。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷塊條的長 度方向與耐磨件工作時的運動方向垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述上小下大的凸形 截面的耐磨陶瓷條是梯形、或凸字形、或工字形，所述梯形的腰與下底之間的夾角為45° 90°，優(yōu)選值為60° 85°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述耐磨陶瓷條的上底 寬度為10 50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陶瓷覆層的耐磨件，其特征在于所述相鄰二耐磨陶瓷 條之間的最小間隙，二凸形截面的耐磨陶瓷條下底之間的間隔為4 40mm，優(yōu)選值為6 18mm。
6.一種上述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)去除基體表面雜物，如氧化物、油污及鑲嵌于表面的被磨材料顆粒。2)將耐磨陶瓷條用膠粘貼于基體表面并保留一定間隙。3)在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊，在固定加強堆焊層上進行耐 磨堆焊，使堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于所述步驟3)還 可按以下方案進行即在基體金屬上，耐磨陶瓷條的四周進行固定加強堆焊和耐磨堆焊，使 耐磨堆焊熔敷金屬高度稍高于耐磨陶瓷條，然后沿垂直于耐磨陶瓷條的長度方向進行耐磨 堆焊，使耐磨堆焊熔敷金屬均勻覆蓋耐磨陶瓷條及整個表面形成具有陶瓷覆層的耐磨件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述具有陶瓷覆層的耐磨件的制造方法，其特征在于所述固定加強 堆焊是以高強電焊條進行的手工電弧堆焊、或高強焊絲自動埋弧堆焊、或高強焊絲自動明 弧堆焊；所述耐磨堆焊是以耐磨電焊條進行的手工電弧堆焊、或耐磨焊絲自動埋弧堆焊、或 耐磨焊絲自動明弧堆焊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐磨件，特別是一種具有陶瓷覆層的耐磨件及其制造方法，所述耐磨陶瓷塊是縱橫截面均為上小下大的梯形或階梯形耐磨陶瓷塊條，所述上小下大梯形截面的耐磨陶瓷條均勻貼敷于所述基體的整個耐磨表面上，在基體上熔敷有固定加強作用的堆焊層和耐磨堆焊層，使耐磨堆焊層包覆所述耐磨陶瓷條，形成平整的高耐磨表面。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)強度高，耐磨性能高，可進行多次堆焊修復(fù)，工藝簡單，成本低。
文檔編號B32B15/04GK101856889SQ20091008150
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者劉振英 申請人:劉振英