[发明专利]用于压缩式破碎机的铣锥

说明书

发明领域

本发明涉及在提取工业例如矿山、采石场、水泥厂等以及回收工业等中破碎岩石领域中用于压缩式破碎机的复合铣锥，还涉及制造此类锥体的方法。

定义

在本文中，压缩式破碎机是指装有铣锥的圆锥破碎机或回转破碎机，所述铣锥形成这些机器的主要磨损部件。

圆锥破碎机或回转破碎机具有锥体形状的磨损部件，称为铣锥。这是本专利申请所涉及的锥体类型。在对要破碎的材料施加非常大的压缩应力的处理阶段过程中，该锥体具有与待铣磨的岩石或材料直接接触的功能。

在提取工业(矿山、采石场、水泥厂等)和回收工业中，压缩式破碎机用于旨在急剧降低岩石尺寸的生产线第一步骤中。

现有技术

已知极少几种用于“在总体上”深入地改变铸造合金的硬度与抗压性的方法。已知方法通常涉及在小的深度(几毫米)处的表面改性。对于铸造厂中制造的部件，增强元件必须深入地存在以抵抗在机械应力(磨损、压缩、冲击)方面显著和同时的局部应力，以限制磨损并因此限制在部件使用寿命过程中的消耗。

文献US 5,516,053(Hannu)描述了基于使用硬质颗粒如碳化钨的重装技术的圆锥破碎机用铣锥性能的改善方法；这种技术仅在其表面处并在相对有限的厚度内发挥作用。

文献JP 5317731提出了一种解决方案，其在于在铣锥母线方向上的耐受磨损性较高和较低的交替区域。这种技术具有在锥体表面处产生离隙的效果，该离隙有利于延长部件的寿命。

文献US 6,123,279(Stafford)提出用碳化钨嵌入物增强锰钢制成的锥体与夹钳的表面，引入该碳化钨嵌入物并机械设置在为此提供的壳体中；该解决方案的结果是该部件表面的非连续性增强。

文献WO 2007/138162(Hellman)描述了采用复合材料制造锥体的方法。

文献US 2008/041995(Hall)打算在硬质材料中用嵌入物增强该锥体的工作表面。

发明目的

本发明公开了一种用于压缩式破碎机的复合铣锥，其在保持良好的耐冲击性的同时具有改善的耐磨损性。通过针对该用途专门设计的复合增强结构获得该性质，即在毫米级下使密布微细的微米级球形金属碳化物颗粒的区域与该铣锥的金属基质中基本不含这些颗粒的区域交替的材料。

本发明还提出了获得所述增强结构的方法。

发明概述

本发明公开了用于压缩式破碎机的复合铣锥，所述铣锥包含根据规定的几何形状用碳化钛至少部分地增强的铁基合金，其中所述增强部分包含富集碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域所分隔，所述富集碳化钛的球状颗粒的区域形成其中所述球状颗粒之间的微米级间隙也被所述铁基合金填充的微观结构。

根据本发明的特定实施方案，该复合铣锥包含下列特征的至少一种或一种合适的组合：

-所述富集的毫米级区域具有大于36.9体积％的碳化钛浓度；

-所述增强部分具有16.6至50.5体积％的球形碳化钛含量；

-碳化钛的微米级球状颗粒具有小于50微米的尺寸；

-碳化钛的微米级球状颗粒的主要部分具有小于20微米的尺寸；

-所述富集碳化钛的微米级球状颗粒的区域包含36.9至72.2体积％的碳化钛；

-所述富集碳化钛的毫米级区域具有1至12毫米不等的尺寸；

-所述富集碳化钛的毫米级区域具有1至6毫米不等的尺寸；

-所述富集碳化钛的区域具有1.4至4毫米不等的尺寸。

本发明还公开了制造权利要求1至9中任一项所述的复合铣锥的方法，包括下列步骤：

-提供模具，其包含具有预定增强几何形状的铣锥的模腔；

-以碳化钛的毫米级粒料前体形式将包含碳和钛的压实粉末混合物引入到要形成该增强部分(5)的铣锥模腔部分中；

-将铁基合金浇铸到模具中，所述浇铸的热在所述前体粒料中引发碳化钛的放热自蔓延高温合成(SHS)；

-在复合铣锥的增强部分中，在所述前体粒料的位置处形成富集碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域彼此分隔，所述球状颗粒还在所述富集碳化钛的毫米级区域中通过微米级间隙分隔；

-在形成微观的碳化钛的球状颗粒之后，通过所述高温铸造铁基合金渗透毫米级和微米级间隙。

根据本发明的特定实施方案，该方法包括下列特征的至少一种或一种合适的组合：

-钛与碳的压实粉末包含铁基合金的粉末；

-所述碳是石墨。