一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其組分按重量百分比包括：碳：1.3-2.1％，鉻：17-19％，鋁：1.4-2.1％，鎂：0.14-0.16％，錳:0.4-0.62％，硅：1.3-1.4％，鉬:0.3-0.4％，鎳:0.14-0.22％，鈦：0.5-0.7％，氧：2.7-3％，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)明的破碎率≤0.6％，硬度可達(dá)80HRC以上，沖擊韌性可達(dá)7J/cm2以上。
【專利說明】一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板

【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)用高硬度低破碎率襯板。

【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(guó)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(duì)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(guó)內(nèi)球磨機(jī)工作對(duì)象多為水泥、煤炭、礦石、煤渣等，對(duì)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)用高硬度低破碎率襯板具有良好的綜合性能，其破碎率 < 0. 6%，硬度可達(dá)80HRC以上，沖擊韌性可達(dá)7J/cm2以上。
[0004] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 1. 3-2. 1%，鉻：17-19%，鋁：1. 4-2. 1%，鎂：0· 14-0. 16%，錳：0· 4-0. 62%，硅：1· 3-1. 4%， 鑰：0· 3-0. 4 %，鎳：0· 14-0. 22 %，鈦：0· 5-0. 7 %，氧：2· 7-3 %，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)用高硬度低破碎率襯板：
[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1380_1400°C ;
[0007] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1500-152(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧 7-9min，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1400-14KTC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)加熱，升溫至630_650°C，保溫l_2h，升溫至 670-690°C，保溫l_2h，升溫至710-730°C，保溫l_2h，升溫至750-770°C，保溫l_2h，升溫至 790-8KTC，保溫l_2h，升溫至830-850°C，保溫l_2h，升溫至950-970°C，保溫l_2h，升溫至 1000-1KKTC，保溫l_2h，升溫至1200-1250°C，保溫l_2h后風(fēng)冷，回火至550-570°C，保溫 2-2. 5h后油冷，回火至420-440°C，保溫3-3. 5h后油冷，回火至250-300°C，保溫4-4. 5h 后水冷，出爐得到回火后襯板；
[0010] S5、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94-99 μ m 的純鎳結(jié)合層后，再在純鎳結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為192-198 μ m陶瓷層得到球磨機(jī) 用高硬度低破碎率襯板，其中純鎳結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鎳粉，陶瓷層的原料為 粒徑20-25 μ m的A1203和Ti02混合粉料，A120 3和Ti02的的質(zhì)量比為88-92 :8-12,等離子 噴涂系統(tǒng)的參數(shù)如下：電流650-700A，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：1. 9%，鉻：18%，鋁：1. 7%，鎂：0. 15%， 錳：〇· 5 %，硅：L 36 %，鑰：0· 33 %，鎳：0· 18 %，鈦：0· 6 %，氧：2· 9 %，硫：0· 02 %，磷： 0. 042%，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)加熱，升溫至640°C，保溫1. 2h，升溫至 680°C，保溫1. 8h，升溫至720°C，保溫1. 4h，升溫至760°C，保溫1. 6h，升溫至800°C，保溫 1. lh，升溫至840°C，保溫1. 3h，升溫至960°C，保溫1. 9h，升溫至1120°C，保溫1. 5h，升溫至 1230°C，保溫1. 7h后風(fēng)冷，回火至560°C，保溫2. 2h后油冷，回火至430°C，保溫3. lh后油 冷，回火至270°C，保溫4. 4h后水冷，出爐得到回火后襯板。
[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；通過調(diào)整熱處理工藝的升高溫度的范圍和時(shí)間以及降低溫度的方式，提高本 發(fā)明的硬度和韌性；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/ Ti02陶瓷層，其中陶瓷層中的ΑΙΑ和Ti02質(zhì)量比為88-92 :8-12, Al203/Ti02陶瓷層厚度 為192-198 μ m，利用A1203和Ti02提高襯板耐磨性能，，而Al20 3/Ti02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)明的破碎率 彡0. 6%，硬度可達(dá)80HRC以上，沖擊韌性可達(dá)7J/cm2以上。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 1.3%，鉻：19%，鋁：1.4%，鎂：0.16%，錳：0.4%，硅：1.4%，鑰：0.3%，鎳：0.22%，鈦： 0.5%，氧：3%，硫：0.01 %，磷：0. 045%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；并采用如下工藝進(jìn) 行制備：
[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1380°C ;
[0019] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1520°C，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧9min， 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1400°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)加熱，升溫至650°C，保溫lh，升溫至690°C， 保溫lh，升溫至730°C，保溫lh，升溫至770°C，保溫lh，升溫至810°C，保溫lh，升溫至 850°C，保溫lh，升溫至970°C，保溫lh，升溫至1100°C，保溫lh，升溫至1250°C，保溫lh后 風(fēng)冷，回火至570°C，保溫2h后油冷，回火至440°C，保溫3h后油冷，回火至300°C，保溫 4h后水冷，出爐得到回火后襯板；
[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99μηι的 純鎳結(jié)合層后，再在純鎳結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為192 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用高硬 度低破碎率襯板，其中純鎳結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鎳粉，陶瓷層的原料為粒徑 20-25 μ m的A1203和Ti02混合粉料，A120 3和Ti02的的質(zhì)量比為92 :8,等離子噴涂系統(tǒng)的參 數(shù)如下：電流700A，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。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 2. 1%，鉻：17%，鋁：2. 1%，鎂：0· 14%，錳：0· 62%，硅：1· 3%，鑰：0· 4%，鎳：0· 14%，鈦： 0. 7%，氧：2. 7%，硫：0. 05%，磷：0. 03%，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)用高硬度低破碎率襯板：
[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1400°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7min， 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14KTC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)加熱，升溫至630°C，保溫2h，升溫至670°C， 保溫2h，升溫至7KTC，保溫2h，升溫至750°C，保溫2h，升溫至790°C，保溫2h，升溫至 830°C，保溫2h，升溫至950°C，保溫2h，升溫至1000°C，保溫2h，升溫至1200°C，保溫2h后 風(fēng)冷，回火至550°C，保溫2. 5h后油冷，回火至420°C，保溫3. 5h后油冷，回火至250°C，保 溫4. 5h后水冷，出爐得到回火后襯板；
[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94μηι的 純鎳結(jié)合層后，再在純鎳結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為198 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用高硬 度低破碎率襯板，其中純鎳結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鎳粉，陶瓷層的原料為粒徑 20-25 μ m的A1203和Ti02混合粉料，A120 3和Ti02的的質(zhì)量比為88 :12,等離子噴涂系統(tǒng)的 參數(shù)如下：電流650A，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。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 本發(fā)明提出的一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其組分按重量百分比包括：碳： 1. 9%，鉻：18%，鋁：1· 7%，鎂：0· 15%，錳：0· 5%，硅：1· 36%，鑰：0· 33%，鎳：0· 18%，鈦： 0. 6%，氧：2. 9%，硫：0. 02%，磷：0. 042%，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)用高硬度低破碎率襯板：
[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) 行熔化，加熱溫度為1390°C ;
[0035] S2、脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1510°C，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧8min， 然后加入鋁進(jìn)行終脫氧得到混合鐵液；
[0036] S3、澆注：出爐，澆包中加入鎂錠，混合鐵液在澆包中降溫至1400°C進(jìn)行澆注，待
【權(quán)利要求】
1. 一種球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其特征在于，其組分按重量百分比包括：碳： 1. 3-2. 1%，鉻：17-19%，鋁：1. 4-2. 1%，鎂：0· 14-0. 16%，錳：0· 4-0. 62%，硅：1· 3-1. 4%， 鑰：0· 3-0. 4 %，鎳：0· 14-0. 22 %，鈦：0· 5-0. 7 %，氧：2· 7-3 %，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)用高硬度低破碎率襯板： 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1380-1400°C ; 52、 脫氧：將加熱爐內(nèi)溫度提高至1500-152(TC，然后加入錳鐵和硅鐵進(jìn)行預(yù)脫氧 7-9min，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1400-14KTC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)加熱，升溫至630-650°C，保溫l_2h，升溫至 670-690°C，保溫l_2h，升溫至710-730°C，保溫l_2h，升溫至750-770°C，保溫l_2h，升溫至 790-8KTC，保溫l_2h，升溫至830-850°C，保溫l_2h，升溫至950-970°C，保溫l_2h，升溫至 1000-1KKTC，保溫l_2h，升溫至1200-1250°C，保溫l_2h后風(fēng)冷，回火至550-570°C，保溫 2-2. 5h后油冷，回火至420-440°C，保溫3-3. 5h后油冷，回火至250-300°C，保溫4-4. 5h 后水冷，出爐得到回火后襯板； 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94-99μπι的 純鎳結(jié)合層后，再在純鎳結(jié)合層的表面噴涂一層厚度為192-198 μ m陶瓷層得到球磨機(jī)用 高硬度低破碎率襯板，其中純鎳結(jié)合層的原料為粒徑55-70 μ m的鎳粉，陶瓷層的原料為粒 徑20-25 μ m的A1203和Ti02混合粉料，A120 3和Ti02的的質(zhì)量比為88-92 :8-12,等離子噴 涂系統(tǒng)的參數(shù)如下：電流650-700A，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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其特征在于，其組分按 重量百分比包括：碳：1. 9 %，鉻：18 %，鋁：1. 7 %，鎂：0. 15 %，錳：0. 5 %，硅：1. 36 %， 鑰：0. 33%，鎳：0. 18%，鈦：0. 6%，氧：2. 9%，硫：0. 02%，磷：0. 042%，余量為鐵和不可避 免的雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機(jī)用高硬度低破碎率襯板，其特征在于，在S4中，將預(yù)成 型襯板放入電爐內(nèi)加熱，升溫至640°C，保溫1. 2h，升溫至680°C，保溫1. 8h，升溫至720°C， 保溫1. 4h，升溫至760°C，保溫1. 6h，升溫至800°C，保溫1. lh，升溫至840°C，保溫1. 3h，升 溫至960°C，保溫1. 9h，升溫至1120°C，保溫1. 5h，升溫至1230°C，保溫1. 7h后風(fēng)冷，回火至 560°C，保溫2. 2h后油冷，回火至430°C，保溫3. lh后油冷，回火至270°C，保溫4.4h后水 冷，出爐得到回火后襯板。
【文檔編號(hào)】C23C4/10GK104087863SQ201410271222
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)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(qǐng)人:寧國(guó)市鑫煌礦冶配件制造有限公司