金刚石颗粒增强选煤筛板及其制备方法

1.本发明涉及选煤设备技术领域，具体是一种金刚石颗粒增强选煤筛板及其制备方法。

背景技术：

2.煤矿生产中，从原煤到成品煤需要经过逐级筛选，去除原煤中的矸石，将煤破碎成用户需要的大小。煤的筛选，采用的是选煤机，其中，选煤筛板对原煤中杂质起到分级作用，是选煤机中核心的组件。选煤机工作过程中，筛板会不断受到煤矿的冲击以及磨损，而且其工作环境恶劣，普通筛板容易磨损、变形或者断裂，导致筛板的失效，这样不仅使成本提高，而且降低了筛板筛分煤矿的生产效率。目前常用的选煤机筛板材料为不锈钢、聚酯、橡胶等，耐磨性较差，选煤筛板的使用寿命一般不超过十天。因此有必要研制一种具有高耐磨性、使用寿命长的耐磨筛板。

技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在问题，而提供一种金刚石颗粒增强选煤筛板，从而提高选煤筛板的耐磨性和使用寿命。
4.本发明是通过如下技术方案实现的：一种金刚石颗粒增强选煤筛板，包括长方体状的筛板体，筛板体上均布设置有呈阵列排布的筛格，筛格为贯穿筛板体的通孔，筛板体的顶面和底面以及各筛格的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒增强的耐磨层，耐磨层由nicr基合金层和金刚石颗粒组成，金刚石颗粒被包覆在nicr基合金层内并且呈弥散分布。
5.优选的，金刚石颗粒的粒径为16~100目，耐磨层的厚度为0.2~1.5 mm。
6.优选的，金刚石颗粒的粒径为28~60目，耐磨层的厚度为0.3~0.7 mm。
7.优选的，筛板体采用由钢材制作的筛板体，筛格的形状可以为圆形、正方形、长方形、菱形、六边形，尺寸上小下大，筛格孔内表面为弧形面。
8.进一步的，本发明还提供了上述金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其具体包括如下步骤：a：初加工：将毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体，在筛板体上加工出筛格，将筛板体表面除油、喷砂处理；b：粉末固定：在筛板体表面涂有机粘结剂，并依次在表面均匀喷洒金刚石颗粒和nicr基合金小颗粒，其中，喷洒金刚石颗粒达到最密排列，nicr基合金小颗粒喷洒后进入金刚石颗粒的间隙；随后再次刷涂有机粘结剂，并在表面喷洒nicr基合金大颗粒达到最密排列，静置5-30min待粘结剂固化；c：高温熔合：将筛板体置于真空加热设备中加热升温，使金刚石颗粒、nicr基合金小颗粒、nicr基合金大颗粒与筛板体熔合，随炉冷却后在筛板体上形成由金刚石颗粒增强的耐磨层；
d：筛板的后处理：根据筛板体选用的基材，利用焊接余热进行相应的热处理，保证基材性能的同时消除应力，最终获得金刚石颗粒增强选煤筛板。
9.优选的，nicr基合金大颗粒的粒径大于金刚石颗粒的粒径， nicr基合金小颗粒的粒径小于金刚石颗粒的粒径。
10.优选的，金刚石颗粒的粒径为16~100目，nicr基合金大颗粒的粒径为12-90目，nicr基合金小颗粒的粒径是金刚石颗粒粒径的20%-50%。
11.优选的，nicr基合金大颗粒和nicr基合金小颗粒的成分包括ni、cr、b、si、fe元素，其中cr含量为5.0~10.0wt%，b含量为2.0~3.5wt%，si含量为3.0~6.0wt%，fe含量为0.5~3.0wt%，ni为余量。
12.优选的，真空加热的保温温度为950-1100℃，保温时间为3-20min。
13.优选的，真空加热的保温温度为1010-1060℃，保温时间为4-10min。
14.与现有技术相比，本发明选煤筛板的有益效果如下：1）本发明筛板中承受冲击的筛板表面均涂覆有由金刚石颗粒增强的耐磨层，该耐磨层能综合金刚石优异的耐磨性和包覆金刚石颗粒的nicr合金层的良好的韧性和耐冲击性能，大幅度提升了不锈钢选煤筛板的使用寿命。此外，一旦耐磨层中的金刚石颗粒被磨损露出，暴露出来的金刚石颗粒及其尖端可以起到破碎大块煤，提高筛分效率的作用。
15.2）本发明可灵活调配耐磨层中金刚石颗粒的粒径以及合金层的厚度，选择出最优可行配比方案，使其筛板的性能和筛分煤的种类相匹配。
16.3）本发明在现有普通筛板的基础上增加了金刚石颗粒增强的耐磨层，制备工艺无需进行大的调整，制备方法简单，成本增加较少，筛板的寿命却可以提升10-20倍，适合批量化生产。
附图说明
17.此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
18.图1为本发明筛板制备中初加工后筛板示意图；图2为本发明筛板制备中筛板表面刷涂有机粘结剂后的截面示意图；图3为本发明筛板制备中筛板表面喷洒金刚石颗粒后的截面示意图；图4为本发明筛板制备中筛板表面喷洒nicr基合金小颗粒后的截面示意图；图5为本发明筛板制备中筛板表面喷洒nicr基合金大颗粒后的截面示意图；图6为本发明金刚石颗粒增强选煤筛板的示意图（未示意筛格内表面及筛板体底面的耐磨层）；图7为本发明金刚石颗粒增强选煤筛板的表面形貌图；图8为本发明金刚石颗粒增强选煤筛板的截面形貌图；图9为本发明金刚石颗粒增强选煤筛板的耐磨性能数据。
19.图中：1-筛板体、2-筛格、3-耐磨层、3-1-nicr基合金层、3-2-金刚石颗粒、4-nicr基合金小颗粒、5-nicr基合金大颗粒、6-有机粘结剂。
具体实施方式
20.为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.实施例1一种金刚石颗粒增强选煤筛板，如图6所示，包括具有厚度的长方体状的筛板体1，筛板体1采用由16mn结构钢制作而成的筛板体1；筛板体1上均布设置有呈阵列排布的筛格2，筛格2为贯穿筛板体1的菱形通孔，菱形通孔的尺寸为上小下大，筛格2孔内表面为弧形面；筛板体1的顶面和底面以及各筛格2的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒增强的耐磨层3，耐磨层3由nicr基合金层3-1和金刚石颗粒3-2组成，金刚石颗粒3-2被包覆在nicr基合金层3-1内并且呈弥散分布，nicr基合金层3-1采用nicrsibfe合金颗粒熔覆形成，其成分为其中cr含量为5.0wt%，b含量为3.5wt%，si含量为6.0wt%，fe含量为0.5wt%，ni为余量；金刚石颗粒3-2的粒径为60目，耐磨层3的厚度为345μm。
22.图7和图8分别为金刚石颗粒3-2增强选煤筛板的表面形貌图和截面形貌图；由图可知，金刚石颗粒3-2被完全包覆在nicr基合金层3-1内部，二者共同组成了耐磨层3。图9是耐磨性能数据，由图可知，在无冲击载荷的干摩擦情况下，金刚石颗粒3-2增强耐磨筛板的耐磨性能是无耐磨层3筛板的21.7倍。
23.进一步的，上述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，包括如下步骤：a：初加工：将16mn结构钢毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体1，在筛板体1上加工出筛格2，将筛板体1表面除油、喷砂处理，如图1所示；b：粉末固定：在筛板体1表面涂有机粘结剂6，如图2所示；然后依次在表面均匀喷洒60目的金刚石颗粒3-2和70目的nicr基合金小颗粒4，喷洒金刚石颗粒3-2达到最密排列，nicr基合金小颗粒4喷洒后进入金刚石颗粒3-2的间隙，如图3和图4所示；随后再次刷涂有机粘结剂6，并在表面喷洒35目的nicr基合金大颗粒5达到最密排列，如图5所示，静置5-30min待粘结剂固化；其中，nicr基合金小颗粒4和nicr基合金大颗粒5均采用nicrsibfe合金颗粒，其成分为其中cr含量为5.0wt%，b含量为3.5wt%，si含量为6.0wt%，fe含量为0.5wt%，ni为余量；c：高温熔合：将筛板体1置于真空加热设备中加热升温，保温温度为950℃、保温时间为10min，使金刚石颗粒3-2、nicr基合金小颗粒4、nicr基合金大颗粒5与筛板体1熔合，随炉冷却后在筛板体1上形成由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3；d：筛板的后处理：待温度降低至800℃后直接将成型的筛板体1置于油中，利用焊接余热加油淬使其快速冷却，最后在200℃回火去除应力，同时将组织转变为回火马氏体，即获得金刚石颗粒3-2增强选煤筛板，如图6所示。
24.实施例2一种金刚石颗粒增q235不锈钢制作而成的筛板体1；筛板体1上均布设置有呈阵列排布的筛格2，筛格2为贯穿筛板体1的六边形通孔，六边形通孔的尺寸为上小下大，筛格2孔内表面为弧形面；筛板体1的顶面和底面以及各筛格2的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3，耐磨层3由nicr基合金层3-1和金刚石颗粒3-2组成，金刚石颗粒3-2被包覆在nicr基合金层3-1内并且呈弥散分布，nicr基合金层3-1采用nicrsibfe合金颗粒
熔覆形成，其成分为其中cr含量为7.0wt%，b含量为2.5wt%，si含量为6.0wt%，fe含量为3.0wt%，ni为余量；金刚石颗粒3-2的粒径为16目，耐磨层3的厚度为1.5mm。
25.进一步的，上述的金刚石颗粒3-2增强选煤筛板的制备方法，包括如下步骤：a：初加工：将q235不锈钢毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体1，在筛板体1上加工出筛格2，将筛板体1表面除油、喷砂处理，如图1所示；b：粉末固定：在筛板体1表面涂有机粘结剂6，如图2所示；然后依次在表面均匀喷洒16目的金刚石颗粒3-2和35目的nicr基合金小颗粒4，其中，喷洒金刚石颗粒3-2达到最密排列，nicr基合金小颗粒4喷洒后进入金刚石颗粒3-2的间隙，如图3和图4所示；随后再次刷涂有机粘结剂6，并在表面喷洒12目的nicr基合金大颗粒5达到最密排列，如图5所示，静置5-30min待粘结剂固化；其中，nicr基合金小颗粒4和nicr基合金大颗粒5均采用nicrsib合金颗粒，其成分为其中cr含量为7.0wt%，b含量为2.5wt%，si含量为6.0wt%，fe含量为3.0wt%，ni为余量；c：高温熔合：将筛板体1置于真空加热设备中加热升温，保温温度为1100℃、保温时间为20min，使金刚石颗粒3-2、nicr基合金小颗粒4、nicr基合金大颗粒5与筛板体1熔合，随炉冷却后在筛板体1上形成由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3；d：筛板的后处理：待温度降至500℃，保温2h，将筛板随炉冷却至250℃出炉，即获得金刚石颗粒3-2增强选煤筛板，如图6所示。
26.实施例3一种金刚石颗粒增强选煤筛板，如图6所示，包括具有厚度的长方体状的筛板体1，筛板体1采用由304不锈钢制作而成的筛板体1；筛板体1上均布设置有呈阵列排布的筛格2，筛格2为贯穿筛板体1的圆形通孔，圆形通孔的尺寸为上小下大，筛格2孔内表面为弧形面；筛板体1的顶面和底面以及各筛格2的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3，耐磨层3由nicr基合金层3-1和金刚石颗粒3-2组成，金刚石颗粒3-2被包覆在nicr基合金层3-1内并且呈弥散分布，nicr基合金层3-1采用nicrsib合金颗粒熔覆形成，其成分为其中cr含量为10.0wt%，b含量为2.0wt%，si含量为4.0wt%，fe含量为2.0wt%，ni为余量；金刚石颗粒3-2的粒径为100目，耐磨层3的厚度为0.2mm。
27.进一步的，上述的金刚石颗粒3-2增强选煤筛板的制备方法，包括如下步骤：a：初加工：将304不锈钢毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体1，在筛板体1上加工出筛格2，将筛板体1表面除油、喷砂处理，如图1所示；b：粉末固定：在筛板体1表面涂有机粘结剂6，如图2所示；然后依次在表面均匀喷洒100目的金刚石颗粒3-2和200目的nicr基合金小颗粒4，其中，喷洒金刚石颗粒3-2达到最密排列，nicr基合金小颗粒4喷洒后进入金刚石颗粒3-2的间隙，如图3和图4所示；随后再次刷涂有机粘结剂6，并在表面喷洒90目的nicr基合金大颗粒5达到最密排列，如图5所示，静置5-30min待粘结剂固化；其中，nicr基合金小颗粒4和nicr基合金大颗粒5均采用nicrsib合金颗粒，其成分为其中cr含量为10.0wt%，b含量为2.0wt%，si含量为4.0wt%，fe含量为2.0wt%，ni为余量；c：高温熔合：将筛板体1置于真空加热设备中加热升温，保温温度为1010℃、保温时间为3min，使金刚石颗粒3-2、nicr基合金小颗粒4、nicr基合金大颗粒5与筛板体1熔合，随炉冷却后在筛板体1上形成由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3；
d：筛板的后处理：将成型的筛板体1油淬使温度快速降低至450℃一下，最后在200℃回火去除应力，即获得金刚石颗粒3-2增强选煤筛板，如图6所示。
28.实施例4一种金刚石颗粒增强选煤筛板，如图6所示，包括具有厚度的长方体状的筛板体1，筛板体1采用由q235钢制作而成的筛板体1；筛板体1上均布设置有呈阵列排布的筛格2，筛格2为贯穿筛板体1的正方形通孔，正方通孔的尺寸为上小下大，筛格2孔内表面为弧形面；筛板体1的顶面和底面以及各筛格2的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3，耐磨层3由nicr基合金层3-1和金刚石颗粒3-2组成，金刚石颗粒3-2被包覆在nicr基合金层3-1内并且呈弥散分布，nicr基合金层3-1采用nicrsibfe合金颗粒熔覆形成，其成分为其中cr含量为5.0 wt%，b含量为3.0 wt%，si含量为5.0wt%，fe含量为1.5 wt%，ni为余量；金刚石颗粒3-2的粒径为28目，耐磨层3的厚度为0.7mm。
29.进一步的，上述的金刚石颗粒3-2增强选煤筛板的制备方法，包括如下步骤：a：初加工：将由q235钢毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体1，在筛板体1上加工出筛格2，将筛板体1表面除油、喷砂处理，如图1所示；b：粉末固定：在筛板体1表面涂有机粘结剂6，如图2所示；然后依次在表面均匀喷洒28目的金刚石颗粒3-2和50目的nicr基合金小颗粒4，其中，喷洒金刚石颗粒3-2达到最密排列，nicr基合金小颗粒4喷洒后进入金刚石颗粒3-2的间隙，如图3和图4所示；随后再次刷涂有机粘结剂6，并在表面喷洒20目的nicr基合金大颗粒5达到最密排列，如图5所示，静置5-30min待粘结剂固化；其中，nicr基合金小颗粒4和nicr基合金大颗粒5均采用nicrsibfe合金颗粒，其成分为其中cr含量为5.0 wt%，b含量为3.0 wt%，si含量为5.0wt%，fe含量为1.5 wt%，ni为余量；c：高温熔合：将筛板体1置于真空加热设备中加热升温，保温温度为1060℃、保温时间为4min，使金刚石颗粒3-2、nicr基合金小颗粒4、nicr基合金大颗粒5与筛板体1熔合，随炉冷却后在筛板体1上形成由金刚石颗粒3-2增强的耐磨层3；d：筛板的后处理：待温度降至500℃，保温2h，将筛板随炉冷却至250℃出炉，即获得金刚石颗粒3-2增强选煤筛板，如图6所示。
30.上面是对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，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。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

技术特征：

1.一种金刚石颗粒增强选煤筛板，其特征在于：包括长方体状的筛板体，筛板体上均布设置有呈阵列排布的筛格，筛格为贯穿筛板体的通孔，筛板体的顶面和底面以及各筛格的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒增强的耐磨层，耐磨层由nicr基合金层和金刚石颗粒组成，金刚石颗粒被包覆在nicr基合金层内并且呈弥散分布。2.根据权利要求1所述的金刚石颗粒增强选煤筛板，其特征在于：金刚石颗粒的粒径为16~100目，耐磨层的厚度为0.2~1.5 mm。3.根据权利要求2所述的金刚石颗粒增强选煤筛板，其特征在于：金刚石颗粒的粒径为28~60目，耐磨层的厚度为0.3~0.7 mm。4.根据权利要求1-3任一所述的金刚石颗粒增强选煤筛板，其特征在于：筛板体采用由钢材制作的筛板体，筛格的形状可以为圆形、正方形、长方形、菱形、六边形，尺寸上小下大，筛格孔内表面为弧形面。5.如权利要求1所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a：初加工：将毛坯材料锻造并轧制成长方体状的筛板体，在筛板体上加工出筛格，将筛板体表面除油、喷砂处理；b：粉末固定：在筛板体表面涂有机粘结剂，并依次在表面均匀喷洒金刚石颗粒和nicr基合金小颗粒，其中，喷洒金刚石颗粒达到最密排列，nicr基合金小颗粒喷洒后进入金刚石颗粒的间隙；随后再次刷涂有机粘结剂，并在表面喷洒nicr基合金大颗粒达到最密排列，静置5-30min待粘结剂固化；c：高温熔合：将筛板体置于真空加热设备中加热升温，使金刚石颗粒、nicr基合金小颗粒、nicr基合金大颗粒与筛板体熔合，随炉冷却后在筛板体上形成由金刚石颗粒增强的耐磨层；d：筛板的后处理：根据筛板体选用的基材，利用焊接余热进行相应的热处理，保证基材性能的同时消除应力，最终获得金刚石颗粒增强选煤筛板。6.根据权利要求5所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于： nicr基合金大颗粒的粒径大于金刚石颗粒的粒径，nicr基合金小颗粒的粒径小于金刚石颗粒的粒径。7.根据权利要求6所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于：金刚石颗粒的粒径为16~100目，nicr基合金大颗粒的粒径为12-90目，nicr基合金小颗粒的粒径是金刚石颗粒粒径的20%-50%。8.根据权利要求5所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于：nicr基合金大颗粒和nicr基合金小颗粒的成分包括ni、cr、b、si、fe元素，其中cr含量为5.0~10.0wt%，b含量为2.0~3.5wt%，si含量为3.0~6.0wt%，fe含量为0.5~3.0wt%，ni为余量。9.根据权利要求5所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于：真空加热的保温温度为950-1100℃，保温时间为3-20min。10.根据权利要求9所述的金刚石颗粒增强选煤筛板的制备方法，其特征在于：真空加热的保温温度为1010-1060℃，保温时间为4-10min。

技术总结

本发明为一种金刚石颗粒增强选煤筛板，属于选煤设备技术领域。本发明筛板包括长方体状的筛板体，筛板体上均布设置有呈阵列排布的筛格，筛格为贯穿筛板体的通孔，筛板体的顶面和底面以及各筛格的内表面整体上设置有一层由金刚石颗粒增强的耐磨层，耐磨层由NiCr基合金层和金刚石颗粒组成，金刚石颗粒被包覆在NiCr基合金层内并且呈弥散分布。本发明筛板可借助表面由金刚石颗粒增强的耐磨层大幅提升其使用寿命，使用寿命可达常规筛板的10-30倍。30倍。30倍。