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优化球磨机耐磨件各成分元素来增进耐磨性的技术
- 2021-05-27-

  球磨机耐磨件衬板主要是高锰钢材质。优化化学成分,合理选材,在确定课题后,对高锰钢的化学成分进行了优化(主要针对碳、锰、铬等元素)。将锰碳比控制在9—10范围,严格有害的成分含量过标;针对于铸件应用工况将会受重而冲击环境,与重压磨损环境加以归类,科学明确材质,受到较高冲击环境中应用的铸件设定为高锰钢,针对条衬、压条断块的分析研究,有技术对条衬、压条的化学成分进行了调整,调整了条衬和压条的成分,将其碳含量调整为0.9%一1.2%,Mn含量调整为11%-13%。

  对球磨机耐磨件(高锰钢)中的元素主要优化以下几个元素∶

  (1)碳∶碳是保持高锰钢奥氏体化的元素,对于奥氏体锰钢的力学性与耐磨性影响显明。碳含量的增加,强度增加但是塑性下降。

  但碳含量大于1.2%以后,碳化物难溶于奥氏体,强度和塑性降低,裂纹倾向增加。当含碳量小于1.4%时,耐磨性随含碳量的增加而增加。增加碳含量以增加耐磨性是一种经济有益的措施,但碳含量的增加给铸造和热处理工艺带来了困难。因此,优化的原则是厚壁件冷却速度慢,碳含量要低,防止大量碳化物析出。薄壁件冷却速度快,碳化物不易分析,含碳量较高。复杂结构零件的铸造易产生裂纹,且含碳量应较低。对于强冲击(或挤压)的硬质材料,就磨损条件而言,应选用低碳高锰钢。低应力,软质材料,属于磨料磨损条件,选用高碳高锰钢。

  (2)锰:锰在高锰钢里的作用是稳定奥氏体组织,增加奥氏体的稳定性。锰是一种热敏元素,在铸件的凝固与冷却过程中促使奥氏体枝晶的较快长大,在铸件的热处理和保温过程中促进奥氏体晶粒的长大。降低高锰钢中的锰含量可以降低奥氏体的稳定性,增加钢的加工硬化能力。

  锰的优化原则是球磨机耐磨件壁厚大,形状复杂,在高应力下工作。为了获得较高的韧性,防止在应用过程中断裂,锰含量应较高。

  通常来说,在Mn>12%和非强冲击载荷下使用的简单零件和薄壁零件可以适当降低锰含量。为了保持高锰钢的安全稳定,Mn/C=8.5-10倍是可以接受的。低应力薄壁简单零件可选用Mn/C的下限值,以增加加工硬化的耐磨性。在高应力下使用时,厚壁复杂零件可选用Mn/C的上限值,以防止在使用过程中断裂。