[发明专利]一种球磨机衬板耐磨涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工程机械再制造技术领域，更具体地说，涉及一种球磨机衬板耐磨涂层的制备方法。

背景技术

材料是人类生存和发展的物质基础之一。当今社会已经把降低材料的损耗作为一个非常重要的问题。机械零件的失效大多数是从表面开始，材料的表面强度直接影响机械零件的使用寿命。据不完全统计，全世界各类机械零部件每年因摩擦磨损造成的经济损失高达数千亿美元。由于摩擦磨损发生在材料表面，因此采用先进的表面技术，在普通材料表面优化设计制备出所需的耐磨涂层是一种简便有效的方法。它不仅可显著提高产品的可靠性和使用寿命，减少产品的维修和更换，而且节约材料和能源，有利于环境保护，是材料科学的发展方向之一。

通过表面冶金强化使钢材等材料表面获得高耐磨能力的覆层是提高零件使用寿命，节约钢材和贵重合金材料的重要手段。因此，近些年来材料表面新技术特别是涂层技术的发展愈来愈快。目前，研究主要集中于热喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂或激光熔敷等技术获得的Ni基、Co基、Fe基等耐磨耐蚀涂层上，但是从工艺上都有其局限性，如热喷焊涂层工艺性差，涂层质量低；激光熔敷所用设备昂贵，激光功率小；等离子喷涂、爆炸喷涂噪音污染，设备复杂，工艺性不稳定等，因而，在工程应用中受到一定的限制。因此，采用一种新的方法制备耐磨抗腐蚀涂层得到了人们的广泛重视。

超音速火焰喷涂，又称为高速火焰喷涂，它是利用特殊设计的喷枪，使喷涂的粉末粒子以高的速度喷射到工件表面形成结合强度和致密度都高的涂层的一种热喷涂技术。超音速火焰喷涂的特点总结如下几个方面：

(1)粉末粒子的飞行速度高，可达两倍音速以上，由于冲击能量大，沉积涂层的结构比较致密、结合强度髙并且无分层现象出现。

(2)火焰温度相对不高，粒子在火焰中停留时间相对较短，使得材料的相变、氧化和分解得到有效抑制，因此特别适合喷涂如WC等在高温下极易分解和退化的材料。

(3)喷涂距离可在不影响涂层质量的前提下灵活调整。

(4)涂层的残余应力为压应力且较小,因此涂层有较好的疲劳强度

(5)综合性能优异：涂层孔隙率更低，硬度更高，耐磨性能更强，使用寿命显著提高。

超音速火焰喷涂的显著优点是设备投资抵，沉积速度快，材料选择范围大。另外超音速火焰喷涂具有优异的低温高速特性，这特别适合于喷涂耐磨性能良好的WC类材料。

用于铁矿石的破碎、研磨和选矿等使用的大型球磨机，其主要是以疲劳磨损破坏而失效。这是因为球磨机内的磨球和铁矿石都非常质密且坚硬,其中物料莫氏硬度为5.5-6.5，在运转过程中给筒体内部垫付的衬板带来较大的冲击和摩擦力,同时还会受到作业环境的影响而被腐蚀失效，通常使用约4-5个月后就因磨损过度而失效，甚至因磨损过度而断裂。因此，球磨机衬板的使用寿命较短。为了使球磨机耐磨衬板能在这样的苛刻的工作环境下满足高的使用要求，有较久的使用寿命，工业生产上使用最多的工艺方法是选择性能更高的材料来生产大型的球磨机衬板。然而，重新设计基体材料的化学成分到生产到实际生产实践是一个比较漫长的过程。

本发明提供了一种球磨机衬板耐磨涂层的制备方法。首先采用金属材料PANDAT热力学软件进行模拟确定基体材料；其次，从再制造技术工艺方面考虑，运用超音速火焰喷涂技术在基体材料表面制备WC-10Co-xCr(x＝2,3,4,5)陶瓷涂层，从而赋予零件耐磨、耐蚀等特殊性能，提高零件的可靠性和延长零件的使用寿命，尤其是球磨机耐磨衬板工作面的耐磨性，具有广泛的应用前景。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种球磨机衬板耐磨涂层的制备方法，以中碳合金耐磨钢(ZG42SiMnCr2MoRe钢)为基体材料，以WC-Co基陶瓷材料为喷涂材料，采用超音速火焰喷涂技术制备WC-Co基陶瓷涂层，系统研究并提供了一种高硬度，耐磨损，耐腐蚀球磨机衬板再制造表面涂覆件。

2、技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种球磨机衬板耐磨涂层的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

a、表面准备：首先要对基底材料进行表面用酒精或丙酮清洗去除油污，然后对待喷涂基底表面进行喷砂粗化处理；

b、预热处理：在喷涂之前对基底表面进行预热处理，预热温度为200～300℃，时间为60s；

c、喷涂打底层：利用超音速火焰喷涂技术将混合好的并在200℃下干燥2小时后的涂覆层粉末对基底表面喷涂一层厚度为80μm的打底层；