變質(zhì)鎢合金鑄鐵襯板的研究和應(yīng)用

通過對(duì)球磨機(jī)襯板、齒板和錘頭服役條件的分析，研究了利用鎢渣的低鉻合金鑄鐵來制造耐磨件，耐磨性比高錳鋼提高約０．５倍，成本低，工藝簡(jiǎn)單。

1引言水泥工業(yè)用球磨機(jī)耐磨襯板,經(jīng)歷了高錳鋼、合金鋼和高鉻合金鑄鐵襯板的三個(gè)應(yīng)用發(fā)展階段。高錳鋼作為第一代耐磨材料,已有100多年的歷史,其特點(diǎn)是韌性好,在強(qiáng)沖擊條

通過合金化及變質(zhì)處理,潔凈鐵液,細(xì)化晶粒,改善高鉻鑄鐵共晶碳化物的數(shù)量、形態(tài)和分布;嚴(yán)格工藝控制;優(yōu)化熱處理工藝等。研制生產(chǎn)出使用性能穩(wěn)定,安全性高,耐磨性好的"新一代無鉬鎳高鉻合金鑄鐵耐磨襯板"。與傳統(tǒng)kmtbcr15mo2cu襯板相比,生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。

通過使用稀土、鈦、硅、鈣對(duì)mn8中錳鋼的復(fù)合變質(zhì)處理,使中錳鋼晶粒得到細(xì)化碳化物球團(tuán)化,顯著提高材料的沖擊韌性,得到了一種鑄態(tài)下可直接應(yīng)用于中等沖擊工況的中錳鋼襯板材料?，F(xiàn)場(chǎng)使用壽命較高錳鋼提高50%以上。

設(shè)計(jì)并制造一種新的球磨機(jī)襯板,選用合適的化學(xué)成分,經(jīng)稀土變質(zhì)處理和淬火、回火處理910℃/h風(fēng)冷和350℃/6h爐冷,獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)良的貝氏體組織,在村板本體取樣,測(cè)得硬度hrc≥60,沖擊韌度≥16/cm~2,裝機(jī)考核結(jié)果比高錳鋼襯板提高1.5-2.5倍。

水泥工業(yè)用球磨機(jī)上大量應(yīng)用的耐磨襯板,要求具有高強(qiáng)度、強(qiáng)韌性、高耐磨性;高鉻鑄鐵襯板耐磨性高,使用壽命長(zhǎng),一直以來被業(yè)界所認(rèn)知。本文就高鉻鑄鐵襯板的技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量控制以及存在的問題作了比較詳細(xì)的闡述,并列舉了大量的應(yīng)用實(shí)例。

研制了一種高鉻合金耐磨鑄鐵生產(chǎn)耐磨襯板,對(duì)高鉻合金耐磨鑄鐵進(jìn)行(980±5)℃×3h空冷淬火和(220±5)℃×3h低溫回火,觀察了耐磨襯板的金相組織,測(cè)試了不同狀態(tài)下襯板的硬度,分析了熱處理工藝對(duì)耐磨鑄鐵組織和性能的影響。結(jié)果表明,鑄鐵鑄態(tài)組織含奧氏體量多,硬度低;熱處理后組織中碳化物彌散度高,組織分布最均勻,耐磨性好。

介紹新型高韌性高鉻鑄鐵襯板的化學(xué)成分、熔煉、復(fù)合變質(zhì)處理、造型、熱處理工藝以及裝機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。新型高韌性高鉻鑄鐵襯板不含價(jià)格昂貴的鉬、銅,采用了適合我國(guó)資源特點(diǎn)的高效稀土復(fù)合變質(zhì)劑,價(jià)格低廉;熱處理采用空氣冷卻,硬度達(dá)到60hrc以上,沖擊韌度達(dá)到8j·cm-2以上,耐磨性為zgmn13高錳鋼襯板的2.6倍。

介紹了多元合金化復(fù)合變質(zhì)處理高鉻鑄鐵cr20mocu2bnbreti的化學(xué)成分、變質(zhì)處理工藝,并介紹了多元合金化復(fù)合變質(zhì)處理后高鉻鑄鐵的組織和力學(xué)性能的變化,以及采用多元合金化復(fù)合變質(zhì)處理高鉻鑄鐵生產(chǎn)破碎機(jī)錘頭的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)成本和使用性能。工業(yè)試驗(yàn)表明:復(fù)合變質(zhì)處理高鉻鑄鐵錘頭的耐磨性是高錳鋼錘頭的3.65～3.8倍。

高鉻鑄鐵中加入適量的鋁和硅使其抗氧化性提高,用適量的硼、鋯和釔進(jìn)行變質(zhì)處理使其組織細(xì)化,有利于力學(xué)性能的大幅度提高。采用過濾網(wǎng)擋渣,可以減少夾雜物,提高鑄鐵強(qiáng)度、韌性和抗氧化性。所開發(fā)的高鉻鑄鐵篦條的使用壽命超過3年,達(dá)到、甚至超過進(jìn)口篦條的水平。

介紹一種新型高韌性高鉻鑄鐵襯板的成分及作用,試制工藝;該耐磨襯板裝機(jī)試用結(jié)果表明,其耐磨性是高錳鋼襯板的2.6倍。

峨口鐵礦選礦廠隨著產(chǎn)量的不斷提高,破碎系統(tǒng)各皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)站料嘴及溜槽襯板磨損嚴(yán)重,使用壽命短,更換工作量大,對(duì)生產(chǎn)形成了制約。為此,峨口鐵礦對(duì)太原市天廣興鋼結(jié)構(gòu)有限公司生產(chǎn)的鑄鋼-碳化鎢復(fù)合耐磨鋼襯板進(jìn)行了試用。試用結(jié)果表明,鑄鋼-碳化鎢復(fù)合耐磨鋼襯板具有很好的抗劃痕磨損及抗小能量鑿削磨損能力,其使用壽命大大超過q235鋼襯板、zg55鋼襯板和zgmn13鋼襯板,具有較大的推廣價(jià)值。

從分析襯板的斷裂機(jī)理入手,通過試驗(yàn),對(duì)比驗(yàn)證了特定材料在一定條件下,由于熱處理工藝不同,材料失效將由韌性斷裂向準(zhǔn)解理、解理等脆性斷裂過渡,強(qiáng)度和硬度也隨著下降,同時(shí)重現(xiàn)了材料斷裂的內(nèi)在起因——舌狀花樣或微裂紋,并結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象討論了材料熱處理的本質(zhì)。

鑄鐵 鑄鐵足碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2．1l％，并含有較多的硅、錳元素及磷、硫等雜質(zhì)元素的鐵 碳合金。 鑄鐵是一種成本低廉、用途廣泛的金屬材料，與鋼相比，雖然力學(xué)性能較低，但卻有 許多鋼所沒有的優(yōu)良性能，如良好的減振性、耐磨性、鑄造性、切削加工性等，且生產(chǎn)工藝 及設(shè)備較簡(jiǎn)單。因此，在生產(chǎn)中得到普遍的應(yīng)用。如按質(zhì)量比統(tǒng)汁在汽車、拖拉機(jī)中鑄鐵用 量占50％～70％，在機(jī)床中占60％一90％。 人類使用鑄鐵要比鋼早得多，但由于其力學(xué)性能不高，只用于受力較小的不重要零件。 自從球墨鑄鐵問世以來，鑄鐵的用途愈來愈廣泛，目前已經(jīng)成為一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。采用 球墨鑄鐵可代替部分鍛鋼、鑄鋼以及優(yōu)質(zhì)合金鋼來制造各種零件。近年來由于鑄鐵組織的進(jìn) 一步改善，使石墨對(duì)基體的破壞作用大為減輕，熱處理對(duì)基體的強(qiáng)化作用也更明顯。因此， 鑄鐵已逐步用于制造各種性能要求較高，受力較復(fù)雜的零件。 由

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使用光學(xué)顯微鏡、硬度計(jì)和沖擊試驗(yàn)機(jī),對(duì)比研究了兩種襯板用低碳合金鋼的組織和性能。結(jié)果表明:對(duì)于所研究的兩種襯板用低碳合金鋼,當(dāng)鉻含量為6.0%、鎳含量為2%時(shí),其退火態(tài)組織為少量先共析鐵素體+屈氏體,淬火-回火態(tài)的組織為板條馬氏體;當(dāng)鉻含量為9.0%、鎳含量為1%、錳含量為1.5%時(shí),其退火態(tài)和淬火回火態(tài)的組織均為馬氏體。后者的硬度要高于前者,韌性次之。在含有鐵礦石的酸性礦漿中,沖擊功為1.2j時(shí),鉻含量為9.0%、鎳含量為1%、錳含量為1.5%的低碳合金鋼沖擊腐蝕磨損性要優(yōu)于鉻含量為6.0%、鎳含量為2%的低碳合金鋼。

研究奧氏體高錳鋼在非強(qiáng)烈沖擊高應(yīng)力磨損工況下提高抗磨性的工藝新途徑。采用ｒｅ－ａｌ－ｓｉ－ｆｅ新型復(fù)合變質(zhì)劑對(duì)高錳鋼進(jìn)行二步法脫氧、變質(zhì)處理，利用釩渣，加入微量元素鈮，有效地提高材料抗磨性，并保持了奧氏體高錳鋼原有的高安全系數(shù)的使用性能。

研究了用鉀、鈉變質(zhì)處理鎢合金白口鑄鐵時(shí)對(duì)其組織和性能的影響。結(jié)果表明,變質(zhì)處理后,共晶碳化物由網(wǎng)狀分布變成斷網(wǎng)狀、團(tuán)球狀分布,碳化物明顯細(xì)化和分布均勻化,碳化物形態(tài)的改善,致使該鑄鐵的沖擊韌性和抗沖擊磨損性能明顯提高。其襯板應(yīng)用于球磨機(jī)研磨礦粉,使用安全、可靠,壽命達(dá)到高錳鋼襯板的3倍以上

針對(duì)鋼鐵企業(yè)高爐布料溜槽襯板所處的惡劣作業(yè)環(huán)境,研究開發(fā)出具有一定耐高溫、耐腐蝕性的cr26mowvtire高鉻合金鑄鐵材料。在經(jīng)1020~1050℃淬火+320~520℃回火,材料的硬度達(dá)到hrc60~62,沖擊韌度ak>5j/cm2。mo、w合金和v、ti等強(qiáng)碳化物元素的復(fù)合加入,提高了溜槽襯板的硬韌性、紅硬性和高耐磨性,襯板實(shí)際使用壽命超過18個(gè)月。與鑲鑄硬質(zhì)合金溜槽襯板相比,該襯板具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、性價(jià)比高等特點(diǎn),有一定推廣應(yīng)用價(jià)值。

冷鐵在厚實(shí)高鉻鑄鐵襯板上的應(yīng)用國(guó)營(yíng)３８８廠（湖北省枝城市４４３３０１）雷培元ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｈｉｌｔｏｈｅａｖｙａｎｄｓｏｌｉｄｈｉｇｈｃｈｒｏｍｉｕｍｃａｓｔｉｒｏｎｌｉｎｅｒｌｅｉｐｅｉｙｕａｎ（ｓｔａｔｅｒｕｎｎｏ３８８ｐｌａｎ...

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年消耗的金屬耐磨材料約300萬噸以上，其中僅冶金礦山消耗的襯板就達(dá)10萬噸左右。目前我國(guó)各類礦山磨機(jī)等選礦山用磨機(jī)等選礦設(shè)備中的襯板等易損件一般都采用zgmn13高錳鋼材質(zhì)。這類易損件在使用時(shí)要承受一定的沖擊和磨料磨損，因此其材質(zhì)應(yīng)具良好的抗磨性能和一定的沖擊韌性。

研制了一種球磨機(jī)高鉻鑄鐵襯板,這種材料的主要特征是以錳部分取代高鉻鑄鐵中的鉬,其組織為馬氏體加碳化物。試驗(yàn)結(jié)果表明,使用該材料制作的襯板在低沖擊載荷的工況條件下其使用壽命優(yōu)于奧氏體高錳鋼,且生產(chǎn)成本低,具有廣泛的使用和推廣價(jià)值。