CN1039833C - 一种中速磨机的辊套及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中速磨机的辊套及其制造方法。为了提高磨机辊套的使用寿命，本发明采用铜基钎料将硬质合金颗粒镶纤在普通材料的辊套母体外圆周表面，从而形成一种硬而不脆的组合合金耐磨层。由于硬质合金和韧性合金的共同作用，本发明辊套较之目前国内外所用镍硬Ⅳ号铸铁辊套的耐磨性提高10倍以上。因而可大大减少材料消耗，节约贵重金属，同时因其价格/寿命比远低于原镍硬Ⅳ号铸铁辊套，因而在工业上具有及大的应用推广价值，且经济效益可观。
Description
本发明是一种中速磨机的辊套和用于制造这种辊套的方法。
被广泛应用于火力发电厂及水泥行业中的MPS(MBF)和RP型中速磨机，其中的辊套(磨辊)是这种磨机的主要易磨损部件。目前国内外生产的辊套大都采用镍硬IV号铸铁或高铬铸铁(RP型磨机)材质制做，其硬度一般为HRC50～67。以火力发电厂为例，中速磨机的作用是将煤磨成煤粉，所以称磨煤机。由于我国火电厂所用燃煤杂质含量较多，上述材质的辊套在磨煤机中运行的寿命为6000～8000小时，远达不到生产厂家约定13000小时的使用寿命。火电厂的发电锅炉一般三万小时左右一次大修，做为其辅机的磨煤机，由于易磨损件寿命短，需要常常更换、检修，直接影响到锅炉主机的正常运行，给使用这种磨煤机的火电厂造成了较大的经济损失。另外，国内外电力和水泥行业，每年磨机辊套的消耗十分可观，不仅耗费了大量贵重金属，同时也因磨机的经常检修而加大了工人的劳动强度。
本发明的目的在于提供一种具有良好耐磨性能，且工作寿命长久的辊套。为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术解决方案：将以普通铸钢制做的辊套母体在其外圆周表面镶钎上组合合金耐磨层。该组合合金是由铜基钎料和硬质合金构成，且硬质合金是颗粒状的。所述辊套耐磨层的镶钎方法包括以下步骤：首先，在制做辊套母体时就以相同的材料在其外圆周表面制成一型腔外套，然后将颗粒状的硬质合金均匀的装填于上述辊套的型腔内；在型腔装填口处放置铜基钎料，并将其整体置于还原性气氛炉内加热使钎料熔化。熔化后的钎料流入型腔，将硬质合金颗粒与辊套母体牢固结合在一起，于型腔内形成一耐磨层。在脱离加热炉后整体进行退火和时效处理；最后去掉型腔外套，即完成了具有组合合金耐磨层的辊套制做。
本发明的优点就在于：利用韧性较好的铜基合金钎料将硬质合金颗粒镶钎在辊套母体的易磨损表面上，在两种合金的共同作用下，形成了一种硬而不脆的组合合金耐磨层。其中，作为耐磨相的硬质合金对侵润相的韧性合金起着屏蔽保护作用，同时作为耐磨相的硬质合金颗粒，也充分发挥了其本身所具有的耐磨损性能。因此，该辊套耐磨层的最高硬度可达HRA94，最低硬度也大于HRC40。
采用本方法制做的辊套，其辊套母体与耐磨层间的结合力大，且自身强度高，耐磨性能好，因而工作寿命长久。
另外，由于本发明辊套制做方法简单，并且比国内外目前所使用的镍硬IV号铸铁辊套的耐磨性提高了10倍以上，因而即可大大降低辊套的材料消耗，节约贵重金属，还可减少因设备经常检修而给电力行业造成的经济损失，同时也减轻了工人的劳动强度。更主要的是，本发明辊套的价格/寿命比远远低于镍硬IV号铸铁辊套，因此及具应用推广价值。
本发明的附图说明如下：
图1为本发明用于MPS(MBF)型磨机的辊套；
图2为本发明用于RP型磨机的磨辊；
图3为本发明图1辊套的镶钎加工示意图；
图4为本发明图2磨辊的镶钎加工示意图；
下面将结合附图对本发明的技术解决方案作进一步详细描述。
参见图1，2本发明为在辊套母体1的外圆周表面镶钎一层组合合金耐磨层2。该耐磨层2是由铜基钎料和硬质合金构成。在本实施例中，硬质合金为碳化钨颗粒，其粒度为20～100目；铜基钎料的合金成分为：含量在17～29％的锰，18～30％的镍，0.2～0.8％的硅以及所占剩余比例的铜。为了将上述组合合金耐磨层牢固地粘接在辊套母体的外圆周表面。本发明采用了如下方法：以相同的材料制作的辊套母体1及其外圆周表面的型腔外套5(如图3，4所示)，所述材料为铸钢，辊套母体1与型腔外套5之间的距离不应小于3mm，以便向型腔内均匀充填耐磨材料，将颗粒状的硬质合金4沿型腔口6填入型腔内，为了保证装填均匀可采用振动或其它方式实现，同时辊套型腔内所装填的硬质合金颗粒4，其松装比至少为9g/cm3。于型腔装填口处放置铜基钎料3，然后将其辊套整体置于还原性气氛炉内加热，使钎料3熔化。熔化后的铜基钎料流入型腔，将型腔内的硬质合金颗粒相互粘结，并同时与辊套母体1和型腔外套5粘结在一起。辊套整体脱离加热炉后，进行退火和时效处理。最后采用机加工的办法去掉型腔外套5，露出其外圆周表面的组合合金耐磨层。
试验表明，用上述方法形成的组合合金耐磨层与辊套母体的结合力大于180N/mm2，自身强度大于400N/mm2。在硬质合金与韧性合金的共同作用下，该辊套耐磨层显示出硬而不脆的特性，即作为耐磨相的硬质合金对浸润相起了屏蔽保护作用，其最高硬度可达HRA94，最低硬度也大于HRC40，是一种硬性韧性兼而有之的组合合金耐磨层，从而充分发挥了硬质合金WC颗粒所具有的耐磨性能，因此该辊套较之目前国内外广泛使用的镍硬IV号铸铁辊套，在耐磨性方面提高了10倍以上。
例如1993年4月用本发明辊套(其辊套母体材质为ZG45，组合合金厚度为11mm)，在神头发电厂的MPS190型磨煤机上与另两个辊套(一个是镍硬IV号铸铁辊套，另一个是以普通铸钢做母体，外表面用硬质合金焊条堆焊的辊套)同期安装使用。经过约3500小时的运行，于同年10月检修发现，其中镍硬IV号铸铁辊套的磨损厚度大于40mm，用硬质合金焊条堆焊的辊套已被磨穿，而本发明辊套的磨损厚度仅小于3mm。
由于本发明辊套具有良好的耐磨性能，使用寿命长，因此不仅大大降低磨煤机的运行成本，而且使磨煤机的检修周期与发电锅炉检修周期同步进行成为可能。从而减少了因经常维修影响生产而造成的损失，也减轻了工人的劳动强度。
由于本发明辊套母体采用普通铸钢制做，耐磨层厚度依辊套允许磨损量来确定，一般为3～40mm。因而，本发明辊套的价格/寿命比远远低于镍硬IV号铸铁辊套。此即意味着如果我国电力行业的MPS(MBF)型和RP型磨机的磨辊都采用本发明辊套，将为国家节约大量贵重金属，减少材料消耗，仅此就可给电力行业每年带来近亿元的直接经济效益。
Claims (2)
1·一种用于中速磨机的辊套，包括辊套母体，其特征在于，在辊套母体的外圆周表面上设有由铜基合金钎料和硬质合金构成的组合合金耐磨层；所述铜基合金钎料的成分为含量在17～29％的锰，18～30％的镍，0.2～0.8％的硅以及所占剩余比例的铜；所述硬质合金为颗粒状的碳化钨，其粒度在100～20目之间。
2·一种用于制造如权利要求1所述的辊套的方法：
a)制造辊套母体及其外圆周表面的型腔外套，且使辊套母
体与其型腔外套形成的型腔间隙至少保持3mm；
b)将颗粒状的硬质合金均匀地装填于上述辊套的型腔
内，其松装比大于9g/cm3；
c)于装填口处放置铜基钎料，并将其整体置于还原性气氛
炉内加热使钎料熔化；
d)待流入型腔内的钎料使其中的硬质合金颗粒与辊套母
体牢固结合后，脱离加热炉并进行退火和时效处理；
e)去掉型腔外套露出辊套母体外圆周表面上的耐磨层。
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