[发明专利]一种超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明适用于混合、搅拌等机械装置的耐磨损部件领域，主要涉及一种超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板及其制备方法，尤其适用于冶金、玻璃制造、耐火材料、热电、选矿、陶瓷、化工等行业。

背景技术

目前在冶金、耐火材料、玻璃制造、热电厂、选矿、陶瓷、化工等行业的混合机、搅拌机上使用的衬板等抗磨部件。每年约消耗30000吨优质耐磨钢材，消耗资金约合人民币6亿元，耗费资源及资金数量较大，同时也消耗了大量贵金属等战略物资，不符合国家经济建设的战略方针。由于该类材料的洛氏硬度一般在30左右，使用寿命较短，一般最长寿命只能达到一年左右。并且，在耐磨钢板、高铬铸铁等优质铁基合金材料中含有大量的锰、铬、镍、钼、钨、钛等属战略物资的贵重金属。因此，使用成本较高，同时也造成了大量的资源浪费。另外，磨损下来的铁及其它成分添加到混合或搅拌的物料中，一般均属于有害成分，影响产品质量，往往需要进行后续处理，才能除去这些有害杂质，因而进一步提高了生产成本，造成不必要地经济损失。

特别是在钢铁行业的烧结生产中，需将矿粉、燃料和黏结剂等烧结原料，通过圆筒混合机将原料混合均匀。为了减少原料粘附在衬板上，现有圆筒混合机衬板通常采用高分子聚乙烯材料制作，尽管该材料具有不易黏料的性能，仍然还是常常发生黏料现象，而这种有机材料的耐磨性能更是不尽人意，通常聚乙烯衬板的使用寿命均在半年左右。由于，高分子聚乙烯材料质地较软，在使用过程中当衬板的厚度磨损变薄时，原料通过挤压钻入混合机内壁与衬板的缝隙中，使衬板高高翘起，导致清料装置损坏，时常需要停机对衬板进行检察、更换。在现有技术中更换衬板的方法，均为采用人工更换，其劳动强度之大，效率之低，且在操作时的危险性之高，都是不言而喻的，既造成资源浪费又影响生产效率，这是现有圆筒混合机应用技术所存在的严重不足之处。

陶瓷材料(如：Al₂O₃、SiC、SiO₂、B₄C、Si₃N₄、BN等等)的硬度均高于钢材一个数量级，甚至接近金刚石，其耐磨性能是优质钢材的十倍以上。由于，陶瓷材料具有优良的物理、化学性能，既是产生微量的微细粉末添加到混合、搅拌的物料中，一般都成为有效成份或者不参与化学反应，无任何负面影响；而陶瓷材料的资源非常丰富，且价格低廉。但是，陶瓷材料脆性较强，不能承受较大的冲击，难以进行加工，并且，其制品在安装固定过程中很容易发生碎裂，导致陶瓷材料在这些领域的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种超耐磨陶瓷-钢混合机复合衬板及其制备方法，使其既具备陶瓷材料的超高耐磨性能，又具有钢材的高强度和高韧性，而且便于安装、使用。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：所述的超耐磨陶瓷-钢复合衬板由金属基板和陶瓷材料层组成；位于外层的金属基板与混合机内壁相接触，起支撑、固定陶瓷材料层的作用；陶瓷材料层在内层与物料接触作为抗磨内衬；金属基板的内面与陶瓷材料相结合；在金属基板的内表面即金属基板与陶瓷材料层相结合的结合面上，设置有增强陶瓷材料与金属基板结合强度的金属锚固钉，和增强金属基板整体机械强度的加强筋；由于金属基板另外具有与混合机内壁相联接固定的作用，因此，在金属基板的内表面设置有安装部位，并在安装部位设置有螺栓安装孔，所述的安装部位的厚度是根据衬板尺寸和金属基板厚度的大小进行设计，确保复合衬板自身及与混合机内壁相联接的强度；陶瓷材料层是将陶瓷材料与粘合剂混合后，通过压力直接或振动压实的方法，压合在金属基板涂有粘合剂的结合面上，实现陶瓷与钢相复合的目的。

当整块混合机衬板的面积相对较大，难以进行复合操作过程，且复合后整体强度较低时，将整块衬板设计为若干小块进行拼接，各小块单独实施复合过程，安装时拼接组合成原来整块衬板的尺寸；既降低制造成本，又便于安装使用。

陶瓷材料层的厚度设置为8-40mm，金属基板的厚度为1-8mm，在金属基板的结合面上设置的金属锚固钉和加强筋，其高度均低于陶瓷材料层的上平面；金属锚固钉的直径为2-6mm，每2-60cm²设置一个；加强筋的宽度为4-15mm，分别在长、宽方向，每8-20cm各设置一个；所述金属基板安装部位的厚度为4-10mm，并在其相应要求的位置设置有能使固定螺栓通过的安装孔，当金属基板厚度小于4mm时，必须增加安装部位的厚度。