[发明专利]离心复合耐磨磨辊及其生产方法

说明书

本发明涉及一种与采矿、水泥、膨润土等行业的粉碎机械配套的、耐磨外壳与坚韧芯部组成的复合磨辊，及其用离心和双熔炼串联铸造复合磨辊的方法。

水泥等行业的粉碎机械中的磨辊，多用强韧白口铁、高锰钢为原料，采用常规方法浇铸而成，该法因浇冒系统的设置，铁水利用率差，能源浪费严重。这种常规浇铸法生产的磨辊，易产生气孔、缩松、冷隔、沙眼等铸造缺陷，难以确保产品的质量。这种单一材质铸成的磨辊，外层工作面与芯层装配部均由质优价高的材质组成，既造成材料的配制不合理，又使产品成本加大。

日本等国对离心铸造生产应用于钢铁业的复合轧辊，有颇多的研究，从已公开的几项专利成果看，其工艺和材质的选用各有千秋，各具特色。但对于用离心和熔炼串联方式铸造复合磨辊，尚未发现类似报导。

因此，本发明以采用离心和双熔炼串联方式，提供耐磨性好的合金外层、坚韧的铸铁芯部和熔接良好的中间层组成的复合磨辊和生产这种磨辊的方法为目的。

本发明的目的可以用如下措施来实现：它整体呈轮形，中心部有轴向的安装孔，外层由高抗磨合金铸铁制造，芯层由坚韧的铸铁铸造，外层与芯层之间有熔接层，所说的外层高抗磨合金铸铁的成分构成，其重量比为2.2-3.2％的C,0.8-1.5％的Si,0.7-1.5％的Mn,0.9-2.5％的Cr,0.5-1.2％的Ni,0.3-0.6％的Cu，小于0.06％的S，小于0.06％的P，其余为Fe和不可避免的杂质。

磨辊的外层高抗磨合金铸铁中含有微量的稀土元素(Re)。

生产本复合磨辊的方法是用离心和双熔炼串联方式来实现的。对熔融的铸铁加入与其重量比为0.8-1.3％的75号渣粉进行孕育处理，对熔融的高抗磨合金铸铁加入与其重量比为0.4-0.6％的1号稀土合金进行变质处理，高抗磨合金铸铁浇注温度为1360-1400℃，坚韧的铸铁的浇注温度为1360-1380℃，高抗磨合金铸铁浇注后再浇注铸铁的间隔时间为1-5分钟，离心铸机在浇注过程中的转速，其线速度为13-25米/秒。

生产本复合磨辊的方法中，高抗磨合金铸铁的最佳浇注温度为1380-1400℃，铸铁的最佳浇注温度为1370-1380℃，它们之间的最佳浇注间隔时间为2-3分钟，离心铸机在浇注过程中的转速，最合造的线速度是13-22米/少。

图1为本复合磨辊结构示意图。

图2为本复合磨辊生产工艺流程图。

一、制作本复合磨辊的外层的高抗磨合金铸铁的组分及其重量比为：

碳(C):2.2-3.2％,C是外层抗磨性要求的重要元素，含C量过高，外层的抗裂性差，过低则外层的耐磨性差，本发明含C的合适重量比是2.2-3.2％，最佳重量比是2.2-3.0％。

硅(Si):0.8-1.5％，在本发明中合理的含Si量有助于提高耐磨性，Si含量超过2％，不但降低耐磨性，还会出现铸造缺陷，合适的含量为0.8-1.5％。

锰(Mn):0.7-1.5％,Mn可提高淬透性，但又极易产生偏析，Mn还有脱氧作用，消除硫(S)的有害影响。其合适含量为0.7-1.5％，最佳含量为0.8-1.2％。

铬(Cr):0.9-2.5％,Cr有利于提高强度和硬度，含量多会出现游离碳化物，易产生热裂，合适含量0.9-2.5％，最佳含量1.0-2.0％。

镍(Ni):0.5-1.2％,Ni有利于提高力学性能的作用明显，能改善大面积铸件的组织、强度和硬度，改善韧性和塑性，不产生因偏析引起的不良作用。最佳含量为0.7-1.1％。

铜(Cu):0.3-0.6％，铜有提高抗拉强度和屈服点的作用，提高耐磨性和改善疲劳强度，明显改善断面组织均匀性。合适含量为0.3-0.6％。

硫(S):＜0.06％,S会消耗稀土合金形成夹渣、皮下气孔，使力学性能下降，故含S量以少为好。

磷(P):＜0.06％,含P量的微小增加，就会明显降低力学性能，影响冲击韧度，所以应控制在0.06％以下。

稀土元素(Re)：主要是作为加入0.4-0.6％重量比1号的稀土合金进行变质处理时掺入的。

二、双熔炼串联铸造：