一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110935864A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911228537.2C23C14/58(2006.01)(22)申请日2019.12.04(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号申请人广西长城机械股份有限公司(72)发明人高义民亦雨奇李烨飞李聪李博郑巧玲(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.B22D19/08(2006.01)C23C14/02(2006.01)C23C14/32(2006.01)C23C14/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法(57)摘要本发明公开了一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法，将ZTA颗粒的表面微粗糙化；提高镀Cr时ZTA颗粒附着点提高镀覆效率，采用多弧离子镀的方法使ZTA颗粒表面金属化改性；随后加入自制粘结剂定型，烘干处理获得具有蜂窝状结构的预制体，随后对蜂窝状预制体进行热处理提高其结合强度；放入砂箱中浇铸金属液，冷却后得到具有较高耐磨性的磨辊。本发明通过物理气相沉积镀覆Cr元素可改善ZTA颗粒和金属间的结合方式，使界面结合由简单机械结合转化为冶金结合，具有较高的结合和冲击强度。采用本发明技术制备的耐磨复合材料既具有高的抗冲击磨损性能，又保证了在苛刻工况下的服役安全性。CN110935864ACN110935864A权利要求书1/1页1.一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将ZTA颗粒在丙酮中浸泡，酸洗，随后通过超声波将丙酮清洗，去离子水冲洗，烘干；S2、将烘干后ZTA与SiO2颗粒放入球磨机进行低速球磨处理，使ZTA颗粒表面微粗糙化，过滤ZTA颗粒并用酒精清洗；S3、采用多弧离子镀的方法在ZTA颗粒表面镀覆金属铬，采用电弧放电的方法，把铬靶作为阴极，通过控制镀覆时电压电流以及占空比使电离形成的Cr离子沉积在ZTA颗粒表面，使其表面金属化，Cr层的厚度为9.6～19.7μm；S4、将预镀覆Cr层的ZTA颗粒放入酒精中超声清洗，随后将ZTA颗粒与微米级Cr粉颗粒进行均匀混合，随后将其与粘结剂进行混合，经真空烘干形成具有蜂窝状结构的预制体；S5、将预制体在低温热处理炉中加热处理，随后随炉冷却，增强ZTA颗粒之间的结合强度；S6、将蜂窝状的预制体放入砂箱中并用钉子固定，采用传统的铸渗法浇铸金属液，冷却后可得到具有较高耐磨性的磨辊。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，浸泡时间为15～30min，清洗时间为8～20min，球磨处理速度为60～180r/min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，SiO2的粒径为4.7～5.5mm，球磨处理时间为10～40min。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，用10～50目的筛子过滤ZTA颗粒。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，沉积室的真空度为7.0×10-3～1.0×10-2Pa，温度为200～350℃，基体的温度为40～80℃，多弧离子镀的偏压为100～130V，占空比为50％～75％、电流为50～70A，镀覆时间为30～120min。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，选择氩气为预抽和镀覆时的保护气体，在沉积室中通过转盘不停转动使ZTA颗粒均匀镀覆，转盘转速为10～20r/min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，超声清洗时间为15～30min，烘干温度为80～120℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，粘结剂由硼酸和SiO2粉末按1：(8～8.5)的质量比混合制成。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，以6～10℃/min的升温速率加热至100～300℃，保温0.5～2h。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中，金属液为高铬铸铁，浇铸温度为1550～1700℃。2CN110935864A说明书1/7页一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法技术领域[0001]本发明属于耐磨材料制备技术领域，具体涉及一种表面处理ZTA颗粒增强钢铁基复合磨辊的制备方法。背景技术[0002]大型磨辊是矿山、冶金、水泥、电力等行业对矿物和建筑材料等物料进行破碎所必需的设备，而磨辊是这些设备中消耗最大的磨损件。仅水泥、电力工业，我国每年大型磨辊的消耗量高达80万吨，造成的经济损失在160亿元以上。目前，国产大型磨辊由于性能稳定性和抗磨性差，使用寿命短，成为制约物料粉碎效率的关键因素，因而国内大