中碳多元低合金稀土耐磨鋼襯板的研制和應(yīng)用

根據(jù)濕式球磨機(jī)討板的要求，研制出中碳低合金耐磨鋼，該鋼種硬度高，韌性好，在磨蝕性介質(zhì)中、受低沖擊力情況下，具有較高的耐磨性。更多還原

介紹了中碳低合金稀土耐磨鋼錘頭的化學(xué)成分、熔煉、變質(zhì)處理和熱處理工藝。試樣測試表明,錘頭硬度可達(dá)52hrc以上,沖擊韌度達(dá)20j/cm2以上。采用co2硬化水玻璃砂無箱立澆串鑄工藝,設(shè)計(jì)工裝,可以獲得優(yōu)質(zhì)健全的錘頭產(chǎn)品。

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)。

敘述了研制一種用于中小型球磨機(jī)的襯板的方法,該襯板具有高的強(qiáng)度和硬度,同時(shí)也具有較好的韌性。本文根據(jù)襯板性能要求及實(shí)際工況進(jìn)行了成分設(shè)計(jì)。

低合金中錳鋼襯板的研制

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。

稀土低碳低合金耐磨鑄鋼焊條的研制——利用正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)稀土低合金耐磨鑄鋼焊條的配方，研制出一種工藝性能良好的含釔的堆焊焊條，對(duì)其堆焊層顯微組織、硬度進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。

利用正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)稀土低合金耐磨鑄鋼焊條的配方,研制出一種工藝性能良好的含釔的堆焊焊條,對(duì)其堆焊層顯微組織、硬度進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。

針對(duì)某礦山1.5m球磨機(jī)設(shè)計(jì)了一種低合金鋼,研究了其耐磨料磨損性能,并測定了高錳鋼表面硬度隨沖擊功的變化曲線;在沖擊功不高的情況下,該鋼的耐磨性能比高錳鋼好,完全適合于濕式中小型球磨機(jī)的使用工況。

針對(duì)低合金耐磨鋼在使用過程中的特點(diǎn),開發(fā)研制了兩種稀土低合金耐磨鑄鋼焊條,對(duì)添加稀土鈰焊條的熔敷金屬顯微組織和性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,稀土的加入能夠細(xì)化熔敷金屬顯微組織、提高熔敷金屬的沖擊韌度;在同等條件下,添加稀土鈰焊條比添加稀土釔焊條的熔敷金屬的耐磨性要好;稀土能夠提高熔敷金屬耐磨性緣于稀土在熔敷金屬中的細(xì)化晶粒及促使第二相粒子的均勻分布作用。

研究了一種新型mn-cr-mo-ni-cu-re多元低合金耐磨鋼的熱處理工藝,利用熱膨脹實(shí)驗(yàn)測量試驗(yàn)鋼的ac1、ac3、ms、mf等相變溫度,借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等手段,研究了鋼的顯微組織和斷口形貌,測量力學(xué)性能,考察熱處理工藝對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明,試驗(yàn)鋼的相變溫度為ac1=770℃、ac3=820℃、ms=340℃、mf=265℃,經(jīng)900℃淬火及230℃回火后獲得貝/馬氏體復(fù)相組織,試驗(yàn)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能、高強(qiáng)度和高韌性,其硬度達(dá)到hrc52,沖擊韌度αku達(dá)到40j.cm-2。

介紹了用噴水加風(fēng)冷的兩段淬火的方法,生產(chǎn)中碳低合金鋼球磨機(jī)襯板及其性能和特點(diǎn)?，F(xiàn)場生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用表明,用上述熱處理方法代替油淬生產(chǎn)中碳低合金鋼在技術(shù)上是可靠的、生產(chǎn)上是可行的。所生產(chǎn)的中碳低合金鋼球磨裝訂反的使用壽命比高錳鋼襯板提高20%以上。

本文介紹一種通過水淬獲得低合金馬氏體鑄鋼襯板生產(chǎn)工藝及其生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)。

針對(duì)礦山濕式球磨機(jī)的作業(yè)環(huán)境,新研制開發(fā)了一種無mo、ni耐磨蝕中鉻合金鋼襯板,hrc≥52,ak≥44j/cm2。工業(yè)應(yīng)用表明,筒體襯板使用壽命可保證在1.5年以上,端襯板和出料篦板使用壽命可保證在1年以上,實(shí)現(xiàn)了低成本、低消耗、高耐磨性,是替代高錳鋼襯板的優(yōu)良耐磨蝕鋼材料。

采用合理的焊接工藝對(duì)設(shè)備內(nèi)局部磨損嚴(yán)重的大尺寸高錳耐磨鋼襯板進(jìn)行堆焊修復(fù),能夠完全滿足使用要求,節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)用。本文結(jié)合關(guān)鋁公司對(duì)nh2000捏合機(jī)襯板的堆焊修復(fù),提出了可行的焊接工藝。

隨著近幾年來鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,礦渣微粉作為一種新興建材活性材料,用來制備各種高抗磨、抗腐蝕、高強(qiáng)度的特種水泥,既節(jié)能又環(huán)保,由于其礦物組成較水泥熟料復(fù)雜,易磨性差,已引起行業(yè)的高度重視。新研制的中鉻合金耐磨鋼襯板,不含貴重金屬元素,成本低,耐磨性高,使用安全可靠,滿足了礦渣微粉管磨機(jī)耐磨襯板的需要,節(jié)能增效明顯。

提高中錳鋼的含碳量，加入少量的合金元素，采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，在保證良好的韌性同時(shí)，提高加工硬化能力，獲得在非強(qiáng)烈沖擊工況下使用的新型耐磨材料。用其替代mn13做顎板、襯板，耐磨性可提高1．6倍以上。

分析了造成中厚板雙邊剪剪刃間隙偏差的原因,通過對(duì)進(jìn)口的雙邊剪刀架襯板晶相分析,及相應(yīng)的對(duì)磨實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)使用的進(jìn)口襯板在強(qiáng)度、硬度及耐磨性物理性能等方面都較差,特別是在局部載荷集中的工況下,加速了襯板的磨損,使得雙邊剪剪刃間隙偏差進(jìn)一步加大。由于滲硅銅襯板在耐磨、減磨方面優(yōu)越性能,決定用滲硅銅襯板和耐磨鋼替代原來普通錫青銅及低合金結(jié)構(gòu)鋼做為襯板材質(zhì),經(jīng)過對(duì)磨試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)襯板耐磨性能大幅提高,最終實(shí)現(xiàn)了刀架襯板進(jìn)口替代。

通過掃描電鏡、能譜分析、磨損試驗(yàn)系統(tǒng)地研究了熔敷層金屬化學(xué)成分、耐磨性、沖擊斷口形貌。試驗(yàn)結(jié)果表明,同等條件下,焊條藥皮中添加稀土氧化物可以提高熔敷層耐磨性能;藥皮配方中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的氧化鈰的耐磨性強(qiáng)于添加1.5%的氧化釔的耐磨性。

敘述了低合金抗磨鋼的化學(xué)成分、熱處理工藝對(duì)硬度和沖擊韌性的影響。該技術(shù)采用微合金化,利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對(duì)不同成分搭配的試樣進(jìn)行宏觀硬度和沖擊韌性測試,優(yōu)化了合金成分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:合金的硬度hrc>50,沖擊韌性kα>30j/cm2。該抗磨鋼同高鉻鑄鐵、高錳鋼等抗磨材料相比,具有生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),可以代替高錳鋼生產(chǎn)破碎機(jī)板錘、球磨機(jī)襯板等耐磨件。

兩段淬火試生產(chǎn)中碳低合金鋼襯板

中、低合金耐磨鋼的熱處理 (1)中、低合金鑄鋼件大多用于汽車、拖拉機(jī)等機(jī)械工業(yè)要求有良好強(qiáng)度和 韌性的重要部件。一般來說，對(duì)于抗拉強(qiáng)度要求小于650mpa者，施以正火+回 火處理；而對(duì)于抗拉強(qiáng)度要求大于650mpa者，則采用淬火+回火處理，熱處理 后組織為回火索氏體。這比正火或退火所得珠光體及鐵素體組織具有更高的強(qiáng)度 和良好的韌性。這種熱處理通常稱之為調(diào)質(zhì)處理。但當(dāng)鑄件形狀及尺寸不宜淬火 時(shí)，則宜采用正火+回火取代調(diào)質(zhì)處理，而所得力學(xué)性能也較之淬火鋼略低。 (2)中、低合金鑄鋼件在調(diào)質(zhì)處理前最好進(jìn)行一次正火或正火+回火預(yù)處理， 以細(xì)化晶粒，均勻組織，增加最終調(diào)質(zhì)處理的效果，也有利于減少鑄態(tài)組織對(duì)調(diào) 質(zhì)后鑄鋼性能的影響，以及避免鑄件內(nèi)部鑄造應(yīng)力而導(dǎo)致鑄件淬火時(shí)變形或開裂 的可能性。對(duì)于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.2%以下的低碳低合金鑄鋼件調(diào)質(zhì)前可采用正 火預(yù)處理。 (3)中