[发明专利]碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板及其制备方法

说明书

技术领域：

    本发明涉及冶炼技术领域，具体地讲是一种碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板及其制备方法。

背景技术：

中速磨具有生产效率高，密封性能好诸多使用优越性，近年来，在火电、煤化工、煤制油及水泥建材等行业得到广泛应用。中速磨筒体内衬板承受物料磨粒磨损冲刷作用大，磨损严重，在服役中、早期易发生脱落、磨塌现象。更换衬板不仅消耗大量金属材料，而且停产维修占用的时间影响正常生产。目前，采用材料一般为16Mn钢卷衬板，焊接性能好，但因其硬度低，耐磨性差，使用寿命短；也有在16Mn钢卷板面上粘贴马赛克陶瓷块制成的复合衬板，硬度明显增高，但因粘贴技术问题，使用中易发生马赛克陶瓷块脱落现象，在物料持续冲刷作用下，其脱落面积不断扩大，导致在使用中、早期提前失效；还有应用中碳低合金钢衬板，热处理后硬度HRC为45~53，在安装焊接时易产生裂纹，综合力学性能和工艺性能都存在不足，使用寿命有待进一步提高。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板。

本发明的另一目的是提供一种碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板的制备方法。

本发明主要解决现有的16Mn钢卷衬板硬度低，耐磨性差，使用寿命短及现有的中碳低合金钢衬板，在安装焊接时易产生裂纹，综合力学性能低和工艺性能存在不足等问题。

本发明的技术方案是：碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板，由复合材料和衬板安装止口组成；其特殊之处在于，所述的复合材料由两层材料复合组成，外层材料为高铬铸铁，内层材料为碳化钨陶瓷颗粒。

进一步的，所述的外层的高铬铸铁的成分按重量百分比为C：2.30%~2.70%，Si：0.60%~1.00%，Mn：1.50%~2.20%，Cr：14.0%~16.0%，Mo：0.50%，Cu：0.80%，S≤0.06%，P≤0.10%，余为铁。

进一步的，所述的内层的碳化钨陶瓷颗粒的成分按重量百分比为：碳化钨：30.0%~40.0%，C：3.00%~3.20%，Cr：12.0%~14.0%，Si：0.50%~0.80%，Mn：1.30%~2.00%，Mo：0.30%，Cu：0.50%，S≤0.06%，P≤0.10%，余为铁。

本发明的碳化钨陶瓷颗粒/高铬铸铁复合耐磨衬板的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：

a衬板泡沫模型制作：聚苯乙烯泡沫密度为0.018g/cm³~0.020 g/cm³，经电阻丝切割成衬板泡沫模型；

b 碳化钨颗粒涂剂制作、涂敷与烘烤：

碳化钨颗粒涂剂制作：

材料重量百分比组成：粒度40~60目的碳化钨50%，粒度40~60目的高碳铬铁40%，硼砂和碳酸钠：3%，余量为聚苯乙烯珠粒，粒度为60~80目；

将上述粒状材料混合均匀后，加入5%粒状材料重量的醇基溶液，搅拌为糊状涂剂；

涂敷与烘烤：将碳化钨颗粒糊状涂剂涂敷在衬板泡沫模型内壁，其厚度为6mm~8mm，烘烤干燥，烘烤温度为59℃，保温时间为8h；

c耐火涂料制备、涂刷与烘烤：

耐火涂料制备：耐火涂料组分按重量百分比为：粒度200目的镁砂粉75%，粉状纤维素4%，白乳胶6%，余为自来水；按比例称重的涂料组分在球磨机内搅拌2h后，出料待用；

涂刷与烘烤：耐火涂料采用手工涂刷，衬板泡沫模型耐火涂料层厚度，碳化钨颗粒涂剂部位为1mm，其余部位为2mm，每次涂刷的耐火涂料在58℃~60℃内烘烤，保温时间4h，然后再涂刷下次涂料；

d衬板模型装箱：

将耐火涂料层已干燥的衬板泡沫模型置于底抽式真空砂箱内，组装浇注系统，内浇道截面尺寸：30mm×45mm，直浇道截面尺寸：45mm×45mm；填充干燥型砂，装满型砂的砂箱振动1min，其上覆盖塑料薄膜，等待浇注；

e高铬铸铁熔炼与浇注：

按照复合耐磨衬板的外层材料成分进行配料，在中频炉内熔炼，脱氧处理；铁液出炉温度为1460℃~1480℃；

采用底注式铁水包浇注，铁水浇注温度为1430℃~1450℃，浇注时，砂箱内的真空负压度为-0.05MPa~-0.06MPa，保持5min后调为-0.03MPa~-0.035MPa，保持15min后，泄压；

f衬板铸件出箱与清理：

复合耐磨衬板浇注完毕后在砂箱内保温6h，然后出箱空冷；铸件冷至室温状态清除浇注系统，并进行表面质量的初检；