CN107020382A - 复合烧结耐磨板、制备方法和专用搅拌混料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合烧结耐磨板及制备方法技术领域，公开了一种复合烧结耐磨板、制备方法和专用搅拌混料装置。其主要技术特征为：包括基板，在所述基板一侧设置有粗糙面，在所述粗糙面外侧设置有铜粉层，在所述铜粉层外侧面设置有石墨烯铜粉混合层，所述石墨烯粉和铜粉重量比为1—2：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为200——300目，这样，石墨烯铜粉混合层与基板结合更加牢固，石墨烯的含量高，润滑效果好，制成的轴承等产品摩擦系数低，大大延长了使用寿命，在混合石墨烯粉和铜粉时，先将混料罐抽成真空，然后向混料罐底部吹入高压气体，并开启搅拌机构，这样，混料更加均匀，可以有效提高石墨烯粉含量，提高复合烧结耐磨板的耐磨性能。
Description
技术领域
本发明属于复合烧结耐磨板、加工设备和制备方法技术领域，尤其涉及一种复合烧结耐磨板、制备方法和专用搅拌混料装置。
背景技术
在机动车轴承等领域，为了提高耐磨性能，采用烧结耐磨板，在钢板上烧结一层耐磨的铜粉或其它粉末，钢板强度和抗冲击能力比较强，铜粉或其它粉末耐磨性能好，因此其综合性能大大提高。为了提高耐磨性能，采用在铜粉中添加石墨烯粉。由于铜粉和石墨烯粉的密度不同，采用目前的搅拌机混合，造成铜粉和石墨烯粉混合时混合不均匀，生产的烧结耐磨板耐磨性能不稳定，生产的轴承摩擦系数不同，而且铜粉和石墨烯粉容易脱落，产品质量差，而且石墨烯的含量低，起不到很好润滑效果，摩擦系数高，使用寿命短。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种耐磨性能好、铜粉和石墨烯粉不容易脱落、润滑效果好、使用寿命长的复合烧结耐磨板。
为解决上述问题，本发明复合烧结耐磨板采用的技术方案为：包括基板，在所述基板一侧设置有粗糙面，在所述粗糙面外侧设置有铜粉层，在所述铜粉层外侧面设置有石墨烯铜粉混合层，所述石墨烯粉和铜粉重量比为1—2：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为200——300目。
其附加技术特征为：
所述石墨烯粉和铜粉重量比为1.7—1.8：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为270——280目。
本发明所提供的复合烧结耐磨板与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括基板，在所述基板一侧设置有粗糙面，在所述粗糙面外侧设置有铜粉层，在所述铜粉层外侧面设置有石墨烯铜粉混合层，所述石墨烯粉和铜粉重量比为1—2：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为200——300目，这样，石墨烯铜粉混合层与基板结合更加牢固，石墨烯的含量高，润滑效果好，制成的轴承等产品摩擦系数低，大大延长了使用寿命；其二，由于所述石墨烯粉和铜粉重量比为1.7—1.8：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为270——280目，本发明所提供复合烧结耐磨板的摩擦系数比现有复合烧结耐磨板的摩擦系数降低一半以上。
本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种生产上述复合烧结耐磨板过程中的搅拌混料装置。
为解决上述问题，本发明搅拌混料装置采用的技术方案为：包括架体和混料罐，在所述混料罐下方设置有外部与充气机构连通的均匀布气板，在所述均匀布气板上设置有进气孔，在靠近所述混料罐上部设置有搅拌轴，在所述搅拌轴上设置有搅拌翅，所述最下方的搅拌翅下端面距离所述混料罐底部20—30厘米，在所述混料罐上方设置有加料口和排气口，在所述混料罐下方设置有出料口。
其附加技术特征为：
所述的排气口与抽真空装置连接。
本发明所提供的搅拌混料装置与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括架体和混料罐，在所述混料罐下方设置有外部与充气机构连通的均匀布气板，在所述均匀布气板上设置有进气孔，在靠近所述混料罐上部设置有搅拌轴，在所述搅拌轴上设置有搅拌翅，所述最下方的搅拌翅下端面距离所述混料罐底部20—30厘米，在所述混料罐上方设置有加料口和排气口，将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内，铺平后石墨烯粉和铜粉的上表面距离最下方的搅拌翅下端面的距离大于等于5厘米，向混料罐内充入高压气体，高压气体将石墨烯粉和铜粉从混料罐底部吹起，悬浮在混料罐中，同时开启搅拌转轴搅拌，搅拌翅将石墨烯粉和铜粉搅拌均匀，随着混料罐内部的空气压力增大，混料罐中的压强与充气机构中气体压强相等时，停止供气，2-3分钟后停止搅拌，石墨烯粉和铜粉在重力作用下落下，慢慢打开排气口，将混料罐中的气体排出，石墨烯粉和铜粉混合更加均匀；提高了复合烧结耐磨板整体耐磨性能；其二，由于所述的排气口与所述的抽真空装置连接，在所述第一步混料步骤中，在将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内后，开启与排气口连通的抽真空装置，先将混料罐抽成真空，然后再向混料罐内充入高压气体，这样，抽真空后，石墨烯粉和铜粉上方的压力降低，很容易被吹起，混料更加均匀。
本发明要解决的第三个技术问题就是提供一种上述复合烧结耐磨板的制备方法。
为解决上述问题，本发明复合烧结耐磨板采用的技术方案为：该方法包括以下步骤：
第一步，混料
将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内，铺平后石墨烯粉和铜粉的上表面距离最下方的搅拌翅下端面的距离大于等于5厘米，向混料罐内充入高压气体，高压气体将石墨烯粉和铜粉从混料罐底部吹起，悬浮在混料罐中，同时开启搅拌转轴搅拌，搅拌翅将石墨烯粉和铜粉搅拌均匀，随着混料罐内部的空气压力增大，混料罐中的压强与充气机构中气体压强相等时，停止供气，2-3分钟后停止搅拌，石墨烯粉和铜粉在重力作用下落下，慢慢打开排气口，将混料罐中的气体排出；将混合后的混合粉料从混料罐的出料口中取出备用；
第二步，加工基板
根据所需尺寸加工基板，并将基板一面加工成粗糙面；
第三步，铺设铜粉
在所述粗糙面上方铺设铜粉；
第四步，制作铜粉基板
将铺有铜粉的基板放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成铜粉基板；
第五步，将混合粉料铺设到铜粉基板上并烧结冷却
将混合好的混合粉料铺设到铜粉基板上，然后放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成复合烧结耐磨板。
其附加技术特征为：在所述第一步混料步骤中，在将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内后，开启与排气口连通的抽真空装置，先将混料罐抽成真空，然后再向混料罐内充入高压气体。
通过上述方法混料和烧结后，由于石墨烯粉和铜粉混合均匀，在提高石墨烯粉含量的情况下，石墨烯粉和铜粉也不会脱落。
附图说明
图1为本发明复合烧结耐磨板的结构示意图；
图2为搅拌混料装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明复合烧结耐磨板、搅拌混料装置的结构和使用原理以及上述复合烧结耐磨板的制备方法做进一步详细说明。
如图1所示，本发明复合烧结耐磨板的结构示意图，本发明复合烧结耐磨板包括基板1，在基板1一侧设置有粗糙面2，在粗糙面2的外侧设置有铜粉层3，在铜粉层3的外侧面设置有石墨烯铜粉混合层4，石墨烯粉和铜粉重量比为1—2：100，石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为200——300目。这样，石墨烯铜粉混合层4与基板1结合更加牢固，石墨烯的含量高，润滑效果好，制成的轴承等产品摩擦系数低，大大延长了使用寿命。
石墨烯粉和铜粉重量比为1.7—1.8：100，石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为270——280目，本发明所提供复合烧结耐磨板的摩擦系数比现有复合烧结耐磨板的摩擦系数降低一半以上。
如图2所示，搅拌混料装置的结构示意图。本发明搅拌混料装置包括架体5和混料罐6，在混料罐6下方设置有外部与充气机构7连通的均匀布气板8，在均匀布气板8上设置有进气孔9，在靠近混料罐6上部设置有搅拌轴10，在搅拌轴10上设置有搅拌翅11，最下方的搅拌翅11下端面距离混料罐6的底部20—30厘米，在混料罐6上方设置有加料口12和排气口13，在混料罐6下方设置有出料口14，将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐6内，铺平后石墨烯粉和铜粉的上表面距离最下方的搅拌翅下端面的距离大于等于5厘米，向混料罐6内充入高压气体，高压气体将石墨烯粉和铜粉从混料罐底部吹起，悬浮在混料罐6中，同时开启搅拌转轴10搅拌，搅拌翅11将石墨烯粉和铜粉搅拌均匀，随着混料罐6内部的空气压力增大，混料罐6中的压强与充气机构中气体压强相等时，停止供气，2-3分钟后停止搅拌，石墨烯粉和铜粉在重力作用下落下，慢慢打开排气口，将混料罐中的气体排出，石墨烯粉和铜粉混合更加均匀；提高了复合烧结耐磨板整体耐磨性能。
排气口13与抽真空装置15连接，在第一步混料步骤中，在将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐6内后，开启与排气口13连通的抽真空装置14，先将混料罐6抽成真空，然后再向混料罐6内充入高压气体，这样，抽真空后，石墨烯粉和铜粉上方的压力降低，很容易被吹起，混料更加均匀。
使用上述搅拌混料装置制备复合烧结耐磨板的方法，该方法包括以下步骤：
第一步，混料
将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置5的混料罐6内，铺平后石墨烯粉和铜粉的上表面距离最下方的搅拌翅11下端面的距离大于等于5厘米，向混料罐6内充入高压气体，高压气体将石墨烯粉和铜粉从混料罐6底部吹起，悬浮在混料罐6中，同时开启搅拌转轴10搅拌，搅拌翅11将悬浮着的石墨烯粉和铜粉搅拌均匀，随着混料罐内部的空气压力增大，混料罐中的压强与充气机构中气体压强相等时，停止供气，2-3分钟后停止搅拌，石墨烯粉和铜粉在重力作用下落下，待石墨烯粉和铜粉全部落下后，慢慢打开排气口13，将混料罐6中的气体排出；将混合后的混合粉料从混料罐的出料口14中取出备用；
第二步，加工基板
根据所需尺寸加工基板，并将基板一面加工成粗糙面；
第三步，铺设铜粉
在所述粗糙面上方铺设铜粉；
第四步，制作铜粉基板
将铺有铜粉的基板放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成铜粉基板；
第五步，将混合粉料铺设到铜粉基板上并烧结冷却
将混合好的混合粉料铺设到铜粉基板上，然后放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成复合烧结耐磨板。
作为本发明的进一步改进，在第一步混料步骤中，在将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐6内后，开启与排气口13连通的抽真空装置15，先将混料罐6抽成真空，然后再向混料罐6内充入高压气体。
通过上述方法混料和烧结后，由于石墨烯粉和铜粉混合均匀，在提高石墨烯粉含量的情况下，石墨烯粉和铜粉也不会脱落。
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明复合烧结耐磨板、搅拌混料装置结构相同或相似，或者方法与本发明复合烧结耐磨板的制备方法相同或相似，就落在本发明保护的范围。
Claims (6)
1.复合烧结耐磨板，包括基板，其特征在于：在所述基板一侧设置有粗糙面，在所述粗糙面外侧设置有铜粉层，在所述铜粉层外侧面设置有石墨烯铜粉混合层，所述石墨烯粉和铜粉重量比为1—2：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为200—300目。
2.根据权利要求2所述的复合烧结耐磨板，其特征在于：所述石墨烯粉和铜粉重量比为1.7—1.8：100，所述石墨烯粉和铜粉的颗粒大小为270—280目。
3.权利要求1所述的复合烧结耐磨板的搅拌混料装置，包括架体和混料罐，其特征在于：在所述混料罐下方设置有外部与充气机构连通的均匀布气板，在所述均匀布气板上设置有进气孔，在靠近所述混料罐上部设置有搅拌轴，在所述搅拌轴上设置有搅拌翅，所述最下方的搅拌翅下端面距离所述混料罐底部20—30厘米，在所述混料罐上方设置有加料口和排气口，在所述混料罐下方设置有出料口。
4.根据权利要求3所述的复合烧结耐磨板的搅拌混料装置，其特征在于：所述的排气口与抽真空装置连接。
5.使用权利要求3或4所述的搅拌混料装置制备权利要求1或2所述的复合烧结耐磨板的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
第一步，混料
将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内，铺平后石墨烯粉和铜粉的上表面距离最下方的搅拌翅下端面的距离大于等于5厘米，向混料罐内充入高压气体，高压气体将石墨烯粉和铜粉从混料罐底部吹起，悬浮在混料罐中，同时开启搅拌转轴搅拌，搅拌翅将石墨烯粉和铜粉搅拌均匀，随着混料罐内部的空气压力增大，混料罐中的压强与充气机构中气体压强相等时，停止供气，2-3分钟后停止搅拌，石墨烯粉和铜粉在重力作用下落下，慢慢打开排气口，将混料罐中的气体排出；将混合后的混合粉料从混料罐的出料口中取出备用；
第二步，加工基板
根据所需尺寸加工基板，并将基板一面加工成粗糙面；
第三步，铺设铜粉
在所述粗糙面上方铺设铜粉；
第四步，制作铜粉基板
将铺有铜粉的基板放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成铜粉基板；
第五步，将混合粉料铺设到铜粉基板上并烧结冷却
将混合好的混合粉料铺设到铜粉基板上，然后放置在烧结炉中烧结，烧结温度控制在800℃—900℃，烧结时间控制在25-35分钟，烧结完成后，降温25-35分钟，制成复合烧结耐磨板。
6.根据权利要求5所述的搅拌混料装置制备复合烧结耐磨板的方法，其特征在于：在所述第一步混料步骤中，在将石墨烯粉和铜粉加入搅拌混料装置的混料罐内后，开启与排气口连通的抽真空装置，先将混料罐抽成真空，然后再向混料罐内充入高压气体。
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