[发明专利]一种球磨机用高耐磨复合衬板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种球磨机用高耐磨复合衬板，所述复合衬板包括基底和附着在所述基底的工作面表面的耐磨层；所述耐磨层为自熔性合金粉末通过等离子喷焊技术熔覆于基底工作面的表面形成的合金层；所述自熔性合金粉末的组成为：Cr 10～20％、Si 0.5～3.0％、C 0.5～3.5％、W 0～10％、B 0.5～3.0％、V 0～15％、Mn 0～1.0％、Ni 0～1.0％、Mo 0～1.0％、Fe补足100％。这种耐磨层以铁基合金粉末作为原材料，通过添加适量WC/VC，可以大幅提高衬板耐磨性，基体中以马氏体为主，兼顾硬度和韧性，使涂层衬板能够胜任球磨机工况。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种球磨机用高耐磨复合衬板。

背景技术

球磨机筒体衬板在运转过程中主要受到磨料的凿削、切削作用和磨球的间接冲击，其失效形式主要表现为磨料磨损。

目前衬板多选用高锰钢，中碳低合金耐磨铸钢，难满足实际复杂工况的使用要求。

提高金属衬板耐磨性的表面强化技术有三种：一是耐磨堆焊，二是高能粒子束(激光、等离子)熔敷，三是真空烧结。上述技术均是在金属基底材料上涂覆一层性能更优异耐磨涂层。

中国发明专利《CN102912339一种等离子弧熔覆制备耐高温磨损衬板的方法》介绍了一种等离子弧熔覆制备耐高温磨损衬板的方法，将配制的金属基陶瓷颗粒增强型合金粉末均匀涂刷在金属基材的表面，并利用等离子弧对预涂层进行单道扫描，最后熔覆得到厚度为0.3～1.5mm的熔覆层。实用新型专利《CN201603585一种具有耐磨涂层的球磨机衬板》介绍了通过粉末冶金技术烧结而成衬板涂层，该耐磨涂层的厚度为2～5mm。

发明专利《CN102912340一种耐高温冲击磨损梯度复合材料的制备方法》介绍了一种耐高温冲击磨损梯度复合材料的制备方法，将预先配制的金属基陶瓷颗粒增强型的打底层合金粉末通过半导体激光使其熔覆在金属基材表面，再用半导体激光器将表面层合金粉末熔覆在打底层合金表面，最终获得耐高温冲击磨损梯度复合材料。

发明专利《CN104084272一种球磨机用涂层衬板》介绍了一种球磨机用涂层衬板，工艺过程如下：1.加料；2脱氧；3.浇注；4.热处理；5.喷涂涂层。利用等离子喷涂系统在回火衬板表面喷涂一层厚度为102～105um的纯Al结合层，再在纯Al结合层的表面喷涂一层厚度为199～202um的陶瓷层(Al₂O₃和AlN)，此发明破碎率＜0.35％，硬度可达75HRC，冲击韧性达8J/cm²以上。但是上述方法主要存在如下问题：1.常规焊丝/焊条堆焊衬板时，基底温度过高，母材稀释率﹥5％，工艺过程控制难；2.激光熔敷效率偏低，单位面积制造成本较高，不适合常规零部件(球磨机衬板)大规模生产；3.如果采用普通热喷涂制备涂层，则涂层工艺复杂，对工件的表面质量要求高，界面结合以机械结合为主；4.虽然现有技术已经将镍基和铁基自熔性合金粉与WC或TiC混合后，经真空烧结制备耐磨涂层，但其烧结温度在1050℃以上，温度过高对基体性能不利，而且真空烧结对于工业化规模生产的成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种球磨机用高耐磨复合衬板，所述复合衬板包括基底和附着在所述基底的工作面表面的耐磨层；

所述耐磨层为自熔性合金粉末通过等离子喷焊技术熔覆于基底工作面的表面形成的合金层；

所述自熔性合金粉末的组成为：Cr 10～20％、Si 0.5～3.0％、C 0.5～3.5％、W 0～10％、B 0.5～3.0％、V 0～15％、Mn 0～1.0％、Ni 0～1.0％、Mo 0～1.0％、Fe补足100％。上述合金粉末经熔覆后制得的焊层具有高硬度、高冲击韧性，同时这种合金粉末的可喷焊速度快，焊层均匀致密，且等离子喷焊的方式可将合金致密地附着于基底的表面，得到适用于球磨机工况的耐磨层。