[发明专利]一种复合材料轧臼壁及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合材料轧臼壁及其制备方法，属于圆锥破碎机部件制造技术领域。在轧臼壁锥形工作表面具有一层陶瓷增强金属基复合材料，其中陶瓷增强金属基复合材料中陶瓷为蜂窝结构。将5种或5种以上陶瓷微粉均匀混合后得到混合粉，加入无水乙醇，球得到陶瓷混合微粉；将陶瓷混合微粉与陶瓷颗粒混合，再加入粘结剂，搅拌均匀后，填入蜂窝状模具中，进行固化，脱模后得到蜂窝状的陶瓷预制体；将制备得到的陶瓷预制体固定在轧臼壁型腔中工作表面上，浇铸金属液，自然冷却；将轧臼壁热处理得到复合材料轧臼壁。本方法在于解决传统塔圆锥破碎机的轧臼壁耐磨性差、使用寿命短等问题。

技术领域

本发明涉及一种复合材料轧臼壁及其制备方法，属于圆锥破碎机部件制造技术领域。

背景技术

圆锥破碎机是广泛应用于煤炭、冶金、矿山、建材、耐火材料、能源等工业行业中的中碎和细碎破碎设备。圆锥破碎机的主要磨损件是轧臼壁。在圆锥破碎机工作状况下，轧臼壁承受着冲击、磨损、挤压、剪切等强烈的，反复交变应力的作用。近年来，随着国家发展迅速，对矿物等原材料需求日益增强，圆锥破碎机的轧臼壁消耗量逐年上升。但传统的轧臼壁，因其使用寿命短，耐磨性能差导致降低生产效率，难以满足现在市场的需要。为了解决现实所面临的问题，一种新型复合材料轧臼壁的制备方法应运而生。利用金属材料的高韧性来提高抗冲击和抗剪切力，复合材料区的陶瓷颗粒为抗磨介质。此种塔磨机耐磨性、耐压力和耐冲击性能好，且具有一定耐高温性能，适用于更严酷的工况条件。

中国发明专利CN100443185C公布了一种复合破碎壁与复合轧臼壁的制造工艺，采用紧固有纳米结构金属复合管，作为轧臼壁的工作表面，进而提高耐磨性能。但是此方法制备复合轧臼壁制备工艺过于繁琐，制备成本高。中国发明专利CN 104525859A公开了一种破碎壁与轧臼壁的制备方法，在其锥形工作面上结合一层碳化物涂层，具有耐磨、耐腐蚀、抗氧化等优点。但此方法没有结构优点，整层的涂层结构容易脱落。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种复合材料轧臼壁及其制备方法。本方法在于解决传统塔圆锥破碎机的轧臼壁耐磨性差、使用寿命短等问题。本发明通过以下技术方案实现。

一种复合材料轧臼壁，在轧臼壁锥形工作表面具有一层陶瓷增强金属基复合材料，其中陶瓷增强金属基复合材料中陶瓷为蜂窝结构。

一种复合材料轧臼壁的制备方法，其具体步骤如下：

步骤1、将5种或5种以上陶瓷微粉均匀混合后得到混合粉，加入混合粉质量10%～30%的无水乙醇，球磨4～6小时得到陶瓷混合微粉；

步骤2、将步骤1得到的陶瓷混合微粉按照陶瓷混合微粉占陶瓷颗粒质量的8%～14%与陶瓷颗粒混合，再加入陶瓷颗粒质量10%～16%的粘结剂，搅拌均匀后，填入蜂窝状模具中，进行固化，脱模后得到蜂窝状的陶瓷预制体；

步骤3、将步骤2制备得到的陶瓷预制体固定在轧臼壁型腔中工作表面上，浇铸金属液，自然冷却；

步骤4、经步骤3后将轧臼壁热处理得到复合材料轧臼壁。

所述步骤1中陶瓷微粉为Al₂O₃、ZrO₂、CaO、TiO₂、TiC、TiB₂、Si₃N₄、TiN、WC和AlN，混合粉中由5种或5种以上等质量瓷微粉混合而成，粒度为1300～1600目。

所述步骤2中陶瓷颗粒为氧化铝、锆刚玉、碳化硅、碳化钨或氮化硼颗粒，其粒度在12～36目。

所述步骤2中粘结剂为水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛。

所述步骤2中固化具体为以2～4℃/min的升温速率升温至160～180℃，保温2～4小时后随炉冷却，固化方法为加热固化或者微波固化。