具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种耐磨件， 特别是一种具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法。背景技术 矿山， 水泥、 电力、 矿山、 化工等行业的设备中有大量工作在硬质磨粒磨损条件下 的零部件， 使用寿命很短。通常采用整体耐磨材料如高锰钢或耐磨铸铁制造这些零部件或 采用表面喷涂耐磨材料如陶瓷涂层等方法以提高其寿命， 当表面磨损达到一定程度， 再堆 焊硬面材料进行修复， 现有的堆焊硬面材料硬度可达到 HRA65 度。而耐磨陶瓷材料的硬度 可达 HRA87 度， 相同试件用 P ＝ 76N、 n ＝ 800 转 / 分、 t ＝ 30 分钟的耐磨试验进行比较， 锰 钢磨损 0.053 克， 高铬铸铁磨损 0.0342 克， Al2O3 刚玉磨损率仅 0.00019 克， 可见耐磨陶瓷 材料的耐磨性能是普通耐磨材料的 100-200 倍， 利用耐磨陶瓷材料是当前制造和修复耐磨 零部件行业的发展方向。
现有的在耐磨件上制备耐磨陶瓷方法有 ：
表面喷涂耐磨陶瓷涂层， 由于喷涂层与底材结合强度较差， 容易发生脱落， 涂层不 致密 ；
在基体材料表面电镀耐磨陶瓷涂层， 结合强度有所改善， 但涂层厚度有限， 且无法 用于如磨煤机、 水泥磨粉机中的磨辊等大型耐磨件 ；
铝热法制备陶瓷熔覆层， 如 01139227.4 陶瓷内衬钢管的制造方法、 CN1059376A 中 所 公 开 的 一 种 离 心 一 铝 热 法 制 备 陶 瓷 熔 覆 层 的 方 法， 以 及 J63089680， J63089675， J62086172， 利用反应物的化学能产生熔覆过程所需的热量， 而利用离心力使得熔融状态的 反应生成物液相分离， 由于极高的熔体温度 ( 约 2400K)， 底材与熔覆层之间可形成强烈的 冶金结合， 从而获得不易剥落的熔覆层。 这种方法只适用于管状零件内壁覆层， 无法用于平 板或圆柱外表面。
粘接法， 如 200410017901.8、 200520051421.3 所公开的用无机粘接剂将耐磨陶瓷 片粘接到零件表面制作耐磨层， 同样存在结合强度差的问题。
镶嵌法， 200610107261.9 公开了一种金属陶瓷耐磨复合材料及制备方法， 以金属 耐磨板为基体， 在钢板上凿孔， 然后把耐磨陶瓷材料镶嵌在钢板孔内， 构成一种高韧性、 高 耐磨的复合板。 不难看出， 镶嵌在钢板孔内耐磨陶瓷材料在力的作用下， 必然与钢板孔产生 挤压， 使孔变形， 最终镶嵌在钢板孔内耐磨陶瓷材料脱落， 且无法修复。
综上所述， 现有的各种表面耐磨陶瓷覆层的制备方法， 均不适用于重负荷的大型 耐磨件， 如何将耐磨性能好的耐磨陶瓷应用于重负荷的大型耐磨件修复和制造， 是本行业 多年来谋求解决的难题之一。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是， 针对现有技术的上述不足， 而提供一种具有 陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法。本实用新型所提供的具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法是由如下技术方案来实现的。 一种具有陶瓷覆层的耐磨件， 包括基体和耐磨陶瓷块， 其特征在于 ： 所述耐磨陶瓷 块是纵横截面均为上小下大的凸形耐磨陶瓷块条， 所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷条 均匀贴敷于所述基体的整个耐磨表面上， 相邻二耐磨陶瓷条之间留有间隙， 在基体上熔敷 有固定堆焊层， 固定堆焊层上熔敷耐磨堆焊层， 所述固定堆焊层和耐磨堆焊层包覆所述耐 磨陶瓷条。
除上述必要技术特征外， 在具体实施过程中， 还可进一步补充如下技术内容。
所述的具有陶瓷覆层的耐磨件， 其特征在于所述耐磨陶瓷块条的长度方向与耐磨 件工作时的运动方向垂直。
所述的具有陶瓷覆层的耐磨件， 其特征在于所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷 条是梯形、 或凸字形、 或工字形， 所述梯形的腰与下底之间的夹角为 45°～ 90°， 优选值为 60°～ 85°。
所述的具有陶瓷覆层的耐磨件， 其特征在于所述耐磨陶瓷条的上底宽度为 10 ～ 50mm。
所述的具有陶瓷覆层的耐磨件， 其特征在于所述相邻二耐磨陶瓷条之间的最小间 隙， 二凸形截面的耐磨陶瓷条下底之间的间隔为 4 ～ 40mm， 优选值为 6 ～ 18mm。
本发明还提供一种上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法， 所述制造方法也可用 于再制造修复。
一种上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法， 其特征在于包括以下步骤 ：
1) 去除基体表面杂物， 如氧化物、 油污及镶嵌于表面的被磨材料颗粒。
2) 将耐磨陶瓷条用胶粘贴于基体表面并保留一定间隙。
3) 在基体金属上， 耐磨陶瓷条的四周进行固定加强堆焊， 在固定加强堆焊层上进 行耐磨堆焊， 使堆焊熔敷金属均匀覆盖耐磨陶瓷条及整个表面形成具有陶瓷覆层的耐磨 件。
所述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法， 其特征在于所述步骤 3) 还可按以下方 案进行 ： 即在基体金属上， 耐磨陶瓷条的四周进行固定加强堆焊和耐磨堆焊， 使耐磨堆焊熔 敷金属高度稍高于耐磨陶瓷条， 然后沿垂直于耐磨陶瓷条的长度方向进行耐磨堆焊， 使耐 磨堆焊熔敷金属均匀覆盖耐磨陶瓷条及整个表面形成具有陶瓷覆层的耐磨件。
所述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法， 其特征在于所述固定加强堆焊是以高强 电焊条进行的手工电弧堆焊、 或高强焊丝自动埋弧堆焊、 或高强焊丝自动明弧堆焊 ； 所述耐 磨堆焊是以耐磨电焊条进行的手工电弧堆焊、 或耐磨焊丝自动埋弧堆焊、 或耐磨焊丝自动 明弧堆焊。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案， 本发明 具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法可达到相当的技术进步性及实用性， 并具有产业上的 广泛利用价值， 其至少具有下列优点 ：
1、 本发明的具有陶瓷覆层的耐磨件， 用熔敷耐磨堆焊层将梯形截面的长条状耐磨 陶瓷块埋固于基体表面， 与打孔镶嵌相比， 结构牢固， 可多次修复， 适合于重负荷的大型耐 磨件修复和制造。
2、 本发明的具有陶瓷覆层的耐磨件采用焊埋方法与喷涂、 电镀相比具有陶瓷耐磨 层厚的优点， 生产效率高， 更适合于重负荷大型粉磨零部件的制造。
3、 本发明的具有陶瓷覆层的耐磨件， 将长条状耐磨陶瓷块条均匀贴敷于所述基体 的整个耐磨表面上， 耐磨陶瓷条的长度方向与耐磨件工作时的运动方向垂直， 相邻二耐磨 陶瓷条之间的间隙熔敷有耐磨堆焊层， 且耐磨堆焊层包覆所述耐磨陶瓷条， 形成整体平整 的耐磨表面。
4、 本发明的具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法工艺简单， 可以大幅提高耐磨性 和降低成本， 提高经济效益， 在使用的实用性及成本效益上， 确实完全符合产业发展所需， 相当具有产业利用价值。
综上所述， 本发明的具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法， 具有上述诸多优点及 实用价值， 其不论在加工方法、 产品结构或耐磨功能上皆有较大改进， 在技术上有显著的进 步， 并产生了好用及实用的效果， 且较现有的陶瓷覆层制造方法具有增进的突出功效， 从而 更加适于实用， 并具有产业的广泛利用价值， 诚为一新颖、 进步、 实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能够 更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下。 附图说明
图 1 是本发明具有陶瓷覆层的耐磨件结构示意图。
图 2 是图 1 的俯视图。
图 3 是本发明具有陶瓷覆层的耐磨件制造方法的流程图。 具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效， 以下结合 附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的具有陶瓷覆层的耐磨件及其制造方法其具体实施 方式、 制造方法、 步骤、 结构、 特征及其功效， 详细说明如后。 附图仅是提供参考与说明之用， 并非用来对本发明加以限制。
请参阅图 1、 图 2 所示， 本发明较佳实施例的具有陶瓷覆层的耐磨件， 其主要包括 ： 包括基体 1 和耐磨陶瓷块， 其中 ： 所述耐磨陶瓷块是纵横截面均为上小下大的凸形耐磨陶 瓷条 2， 所述上小下大的凸形截面的耐磨陶瓷条均匀贴敷于所述基体 1 的整个耐磨表面上， 相邻二耐磨陶瓷条 2 之间留有间隙， 在基体上熔敷有固定加强堆焊层和耐磨堆焊层 3， 所述 固定加强堆焊层和耐磨堆焊层 3 包覆所述耐磨陶瓷条 2。
图中所示为磨辊， 本发明本不局限于圆辊件， 也包括板形、 弧形曲面件。
为使耐磨件的表面磨损均匀， 所述耐磨陶瓷条的长度方向与耐磨件工作时的运动 方向垂直。因为耐磨堆焊层的耐磨性能不及耐磨陶瓷条， 如果耐磨陶瓷条的长度方向与耐 磨件工作时的运动方向一致， 则硬度较低的耐磨堆焊层容易磨出较深的沟道， 且愈来愈深 ； 垂直设置， 在达到一定深度后将形成均匀磨损， 沟道深度保持不变。
所述耐磨陶瓷条 2 的上小下大的梯形截面的腰与下底之间的夹角为 45°～ 90°， 优选为 60°～ 85°。所述耐磨陶瓷条的上底宽度为 10 ～ 50mm。
所述相邻二耐磨陶瓷条之间的最小间隙， 即为二梯形或凸形耐磨陶瓷条下底之间 的间隔为 4 ～ 40mm。
所述相邻二耐磨陶瓷条之间的最小间隙， 即为二梯形或凸形耐磨陶瓷条下底之间 的间隔优选为 6 ～ 18mm。
本发明还提供一种上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法， 所述制造方法也可用 于修复。
图 3 所示是上述具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法的步骤 ：
1) 去除基体表面杂物， 如氧化物、 油污及镶嵌于表面的被磨材料颗粒。
2) 将耐磨陶瓷条用胶粘贴于基体表面并保留一定间隙。
3) 在基体金属上， 耐磨陶瓷条的四周进行固定加强堆焊， 在固定加强堆焊层上进 行耐磨堆焊， 使堆焊熔敷金属均匀覆盖耐磨陶瓷条及整个表面形成具有陶瓷覆层的耐磨 件。
所述步骤 3) 还可按以下方案进行 ： 即在基体金属上， 耐磨陶瓷条的四周进行固定 加强堆焊和耐磨堆焊， 使耐磨堆焊熔敷金属高度稍高于耐磨陶瓷条， 然后沿垂直于耐磨陶 瓷条的长度方向进行耐磨堆焊， 使耐磨堆焊熔敷金属均匀覆盖耐磨陶瓷条及整个表面形成 具有陶瓷覆层的耐磨件。 所述固定加强堆焊是以高强电焊条进行的手工电弧堆焊、 或高强焊丝自动埋弧堆 焊、 或高强焊丝自动明弧堆焊 ； 所述耐磨堆焊是以耐磨电焊条进行的手工电弧堆焊、 或耐磨 焊丝自动埋弧堆焊、 或耐磨焊丝自动明弧堆焊。
本发明具有陶瓷覆层的耐磨件的制造方法的技术创新， 对于现今同行业的技术人 员来说均具有许多可取之处， 而确实具有技术进步性。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人 员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围。