CN107252941B - 抛料头的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛料头的制备方法。抛料头的制备方法包括如下步骤：提供金刚石复合片，金刚石复合片包括硬质合金基体和设置于硬质合金基体上的金刚石层；提供衬板基体；采用钎焊将硬质合金基体连接于衬板基体上以形成衬板且在钎焊前在金刚石层的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化。本发明的抛料头的制备方法在将金刚石复合片钎焊于硬质合金基体上时在金刚石层的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化，从而保护金刚石层，与现有技术中的在真空气氛中保护金刚石层相比，成本较低而易在生产实践中推广使用。

Description

抛料头的制备方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种抛料头的制备方法。

背景技术

抛料头在立轴冲击式破碎机工作时承受着高速石料的冲击与摩擦，是立轴冲击式破碎机的常备易损件。抛料头由抛料头基体与衬板组成，抛料头的使用寿命主要取决于抛料头衬板。现有技术中的衬板普遍采用硬质合金制备，而硬质合金由难熔金属的碳化物和粘结金属经粉末冶金工艺制备出来。一方面，受制于硬质相本身的属性，硬质合金硬度大幅提升的空间不大，故硬质合金衬板使用寿命大幅提升的空间不大；其次，如果硬度设计过高会导致硬质合金脆性增大，衬板承受不住高速石料的冲击力而碎裂导致衬板提前失效；再次，抛料头基体不够耐磨，基体很快被磨损，这也影响了抛料头的使用周期。

此外，现有技术中在制备抛料头时，利用环氧树脂类胶将硬质合金衬板与抛料头基体进行连接。若粘结强度不佳，在高速石料的不断冲击下，抛料头衬板与抛料头基体有脱离的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抛料头的制备方法，以提高抛料头的使用寿命。

本发明提供一种抛料头的制备方法，包括如下步骤：

提供金刚石复合片，金刚石复合片包括硬质合金基体和设置于硬质合金基体上的金刚石层；

提供衬板基体；

采用钎焊将硬质合金基体连接于衬板基体上以形成衬板且在钎焊前在金刚石层的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化。

进一步地，保护剂中含有硼砂、氟硼酸钾、氯化钾和碳酸钾。

进一步地，保护剂中，硼砂：氟硼酸钾：氟化钾：碳酸钾的比例为：40～60重量份：10～20重量份：5～10重量份：5～10重量份。

进一步地，保护剂为粉末状，将保护剂洒在金刚石层的表面或将保护剂用水调成糊状后涂抹在金刚石层的表面。

进一步地，钎焊温度为650℃～850℃，钎焊时间为10～60s。

进一步地，在将金刚石复合片连接于衬板基体上形成衬板后对衬板进行矫正且使衬板的设置金刚石复合片的工作面的拱起高度小于3mm。

进一步地，在对衬板进行矫正后对衬板的装配面进行铣平。

进一步地，抛料头制备方法还包括将衬板装配于抛料头基体上。

进一步地，抛料头基体包括用于装配衬板的安装槽，利用粘合剂将衬板粘合于安装槽内并利用螺纹连接件将衬板连接于安装槽内并进行固化。

进一步地，根据抛料头的不同使用工况选择金刚石层的表面形状不同的金刚石复合片。

基于本发明提供的抛料头的制备方法，制备的衬板包括衬板基体和金刚石复合片，金刚石复合片的耐磨性使得本发明的抛料头的工作面耐磨性较高，从而提高抛料头的使用寿命。并且本发明的抛料头的制备方法在将金刚石复合片钎焊于硬质合金基体上时在金刚石层的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化，从而保护金刚石层，而且与现有技术中的在真空气氛中保护金刚石层相比，成本较低而易在生产实践中推广使用。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的金刚石复合片的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的金刚石复合片的结构示意图；

图3为本发明实施例的衬板基体的结构示意图；

图4为本发明实施例的衬板的结构示意图；

图5为本发明实施例的抛料头基体的结构示意图；

图6为本发明实施例的抛料头结构示意图。

各附图标记分别代表：

1-金刚石复合片；11-硬质合金基体；12-金刚石层；2-衬板基体；22-沉头孔；23-金刚石复合片安装槽；3-抛料头基体；31-衬板安装槽；32-堆焊层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1至图6所示，本发明实施例的抛料头的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：提供金刚石复合片1。金刚石复合片1包括硬质合金基体11和设置于硬质合金基体11上的金刚石层12。

步骤二：提供衬板基体2。

步骤三：采用钎焊将硬质合金基体11连接于衬板基体2上以形成衬板且在钎焊前在金刚石层12的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化。

本发明实施例的抛料头的制备方法通过以上步骤来制备由衬板基体和金刚石复合片组成的衬板，金刚石复合片的耐磨性使得本发明实施例的抛料头的工作面耐磨性较高，从而提高抛料头的使用寿命。并且本发明实施例的抛料头的制备方法在将金刚石复合片钎焊于硬质合金基体上时在金刚石层的表面覆盖保护剂以防止金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化，从而保护金刚石层，而且与现有技术中的在真空气氛中保护金刚石层相比，成本较低而易在生产实践中推广使用。

如图3所示，本实施例的衬板基体2上设置有用于安装金刚石复合片1的多个金刚石复合片安装槽23。多个金刚石复合片安装槽23形成类似于蜂窝的结构。两个相邻的金刚石复合片安装槽23之间有微小间距。

优选地，在本实施例中，保护剂中含有硼砂、氟硼酸钾、氯化钾和碳酸钾。需要说明的是，本实施例的保护剂中主要含有以上四种组分，但是并不排除可以含有别的组分。

优选地，保护剂中，硼砂：氟硼酸钾：氟化钾：碳酸钾的比例为：40～60重量份：10～20重量份：5～10重量份：5～10重量份。以上述比例来称取相应组分而形成的保护剂对金刚石层的保护效果最优。

上述组分混合而成的保护剂为粉末状，在具体实施过程中可以将保护剂洒在金刚石层的表面。也可以将保护剂用水调成糊状后涂抹在金刚石层的表面。用水调成糊状后涂抹在金刚石层的表面使得保护剂可以更易附着于金刚石层的表面上，从而对金刚石层形成更好的保护。

优选地，在将上述组分混匀后用去离子水将混合物调成糊状。

优选地，上述钎焊过程可以采用高频感应钎焊的方法来完成。钎焊温度为650℃～850℃，钎焊时间为10～60s。

衬板2包括设置金刚石复合片的工作面和与工作面相对的底面装配面。

优选地，在上述步骤三将金刚石复合片连接于衬板基体上形成衬板后对衬板进行矫正且使衬板的设置金刚石复合片的工作面的拱起高度小于3mm。矫正时可以通过压力机对焊接后的衬板施加压力使衬板有一定程度的反变形，并保持一定时间以实现矫正。

在对衬板进行矫正后对衬板的装配面进行铣平。由于衬板的装配面要与抛料头基体上的衬板安装槽进行装配，为保证衬板与抛料头基体之间的连接可靠性，要对衬板的装配面进行铣平。

具体地，要将衬板的底面进行铣平至将其放于水平面上可以完全贴合。

在将衬板(如图4所示)制备完成后，接下来要完成的是将衬板安装于抛料头基体上。

如图5所示，抛料头基体3包括用于装配衬板的衬板安装槽31。且衬板安装槽31内设有螺孔。该螺孔与衬板基体2上设置的沉头孔22(如图3所示)对应设置且尺寸相配合。在装配时利用粘合剂将衬板粘合于衬板安装槽内并利用螺纹连接件将衬板连接于衬板安装槽内并进行固化。

图5和图6示出的抛料头基体的形状为大致长方体。但是本发明所提供的抛料头的制备方法并不限于抛料头基体为长方体，抛料头基体可以为其他形状。当然衬板安装槽的形状也不限于附图中所示出的长方体形状。

具体地，对抛料头基体的衬板安装槽及衬板的待装配面进行喷砂处理。并在衬板安装槽内涂抹配置好的树脂胶，将衬板放入衬板安装槽内并用螺栓进行紧固。并将上述装配好的衬板与抛料头基体的组合体进行固化，得到抛料头，如图6所示。本发明实施例的抛料头的制备方法通过采用粘合剂粘接和螺栓紧固两种方式结合的方法来连接衬板和抛料头基体，使衬板和抛料头基体之间具有较高的连接强度，提升抛料头的使用寿命且可利于保证抛料头的使用安全性。

优选地，在涂抹树脂胶前应使衬板安装槽的装配面具有一定的粗糙度。

优选地，为了提高抛料头的耐磨性，在抛料头基体3的内侧设置有堆焊层32。堆焊层的长度应与衬板上金刚石复合片区域一致，宽度视具体情况而定，堆焊层的位置应靠近抛料头基体的衬板安装槽一侧。堆焊粉末可以是铁基粉末。

优选地，根据抛料头的不同使用工况选择金刚石层的表面形状不同的金刚石复合片。如图1所示，在制备低冲击力工况使用的抛料头时，可以选用平面型金刚石复合片。在制备高冲击力工况使用的抛料头时，可以选用弧面形金刚石复合片。

下面将对在低冲击力工况使用的抛料头的制备方法和在高冲击力工况使用的抛料头的制备方法进行详细说明。

低冲击力工况使用的抛料头的制备方法：

首先选取平面型金刚石复合片以及抛料头基体，且使衬板安装槽的尺寸(长×宽×高)：302mm×15mm×24mm，金刚石复合片的尺寸：直径13.4mm×总高度8.0mm，金刚石层厚1.5mm。

结合上述衬板安装槽尺寸及金刚石复合片的尺寸设计衬板基体的结构尺寸图，按尺寸图加工得到衬板基体(可以选用45钢)。

对衬板基体及金刚石复合片进行喷砂处理并用丙酮进行清洗，烘干备用。将钎料剪裁，放入丙酮清洗后烘干备用。将粉状钎剂调成糊状钎剂备用。在衬板的金刚石复合片安装槽中涂抹钎剂，放入钎料，在钎料上再涂抹钎剂，放入待焊金刚石复合片并在金刚石层涂抹保护剂，准备完毕后放入感应钎焊机进行钎焊，钎焊温度为650℃，钎焊时间为60s，钎焊完毕后转入保温炉保温，保温温度为250℃，保温时间为4h，保温时间到达后取出空冷，将冷却完毕的钎焊件喷砂处理取出钎剂残渣及氧化皮得到衬板。

对衬板进行钎焊变形矫正，并将衬板底面铣平。

采用45钢制备抛料头基体，并在抛料头基体内侧靠近槽口区域堆焊耐磨层。

配制树脂胶，清洁衬板安装槽及衬板，在衬板安装槽中涂沫树脂胶，放入衬板，并用螺栓紧固，随后放入保温炉中进行固化，固化温度为100℃，固化时间3h，获得抛料头。

高冲击力工况使用的抛料头的制备方法：

首先选取弧面型金刚石复合片以及抛料头基体，并使抛料头基体的衬板安装槽的尺寸(长×宽×高)为：302mm×18mm×24mm，根据衬板安装槽的尺寸选取弧面型金刚石复合片规格为1608即(直径16.0mm×总高度8.0mm，弧面曲率半径为17mm，金刚石层厚1.5mm)。

结合衬板安装槽尺寸及金刚石复合片的尺寸设计衬板基体结构尺寸图，按尺寸图机加工得到衬板基体，衬板基体材质为45钢。

对衬板基体及金刚石复合片进行喷砂处理并用丙酮清洗，烘干备用。将钎料剪裁，放入丙酮清洗后烘干备用。将粉状钎剂调成糊状钎剂备用。在衬板的金刚石复合片安装槽里涂抹钎剂，放入钎料，在钎料上再涂抹钎剂，放入待焊金刚石复合片并在金刚石层涂抹保护剂，准备完毕后放入感应钎焊机进行钎焊，钎焊温度为750℃，钎焊时间为10s，钎焊完毕后转入保温炉保温，保温温度为400℃，保温时间为2h，保温时间到达后取出空冷，将冷却完毕的钎焊件喷砂处理取出钎剂残渣及氧化皮。

对衬板进行钎焊变形矫正，并将衬板底面铣平。

采用45钢制备抛料头基体，并在抛料头基体内侧靠近槽口区域堆焊耐磨层；

配制树脂胶，清洁衬板安装槽及衬板，在衬板槽中涂沫树脂胶，放入衬板，并用螺栓紧固，随后放入保温炉中进行固化，固化温度为150℃，固化时间2h，获得抛料头。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种抛料头的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供金刚石复合片，所述金刚石复合片包括硬质合金基体和设置于所述硬质合金基体上的金刚石层；

提供衬板基体；

采用钎焊将所述硬质合金基体连接于所述衬板基体上以形成衬板且在钎焊前在所述金刚石层的表面覆盖保护剂以防止所述金刚石层在钎焊的过程中碳化或氧化；

在将所述金刚石复合片连接于所述衬板基体上形成衬板后对所述衬板进行矫正且使所述衬板的设置所述金刚石复合片的工作面的拱起高度小于3mm；

所述保护剂中含有硼砂、氟硼酸钾、氯化钾和碳酸钾；所述保护剂中，硼砂：氟硼酸钾：氟化钾：碳酸钾的比例为：40～60重量份：10～20重量份：5～10重量份：5～10重量份；

所述抛料头制备方法还包括将所述衬板装配于抛料头基体上；

所述抛料头基体包括用于装配所述衬板的安装槽，利用粘合剂将所述衬板粘合于所述安装槽内并利用螺纹连接件将所述衬板连接于所述安装槽内并进行固化，且在涂抹粘合剂前使所述安装槽的装配面具有预设的粗糙度。

2.根据权利要求1所述的抛料头的制备方法，其特征在于，所述保护剂为粉末状，将所述保护剂洒在所述金刚石层的表面或将所述保护剂用水调成糊状后涂抹在金刚石层的表面。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的抛料头的制备方法，其特征在于，钎焊温度为650℃～850℃，钎焊时间为10～60s。

4.根据权利要求1所述的抛料头的制备方法，其特征在于，在对所述衬板进行矫正后对所述衬板的装配面进行铣平。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的抛料头的制备方法，其特征在于，根据抛料头的不同使用工况选择金刚石层的表面形状不同的金刚石复合片。

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