内容提示：文章编号: 1009 -4873(2011) 06 -0054 -03高耐磨性高铬铸钢衬板的研制X何 素 立( 石家庄职业技术学院 现代教育技术中心, 河北 石家庄 050081)摘 要: 通过一系列分析目前水泥球磨机衬板用耐磨材料, 研制了一种新的高铬铸钢耐磨材料. 阐述了此材料的设计、 熔炼、 铸造和热处理工艺. 试验证明, 所研制的材料耐磨性好, 性能好价格低, 适合制造水泥球磨机衬板.关键词: 球磨机; 高铬铸钢; 衬板中图分类号: TQ172. 6+32 文献标识码: A1 概况水泥工业用球磨机主要使用两大类耐磨件产品, 即磨球和衬板. 我国因磨损而消耗的金属材料超过 200 万吨, 其中衬板材料约占 11...
文章编号: 1009 -4873(2011) 06 -0054 -03高耐磨性高铬铸钢衬板的研制X何 素 立( 石家庄职业技术学院 现代教育技术中心, 河北 石家庄 050081)摘 要: 通过一系列分析目前水泥球磨机衬板用耐磨材料, 研制了一种新的高铬铸钢耐磨材料. 阐述了此材料的设计、 熔炼、 铸造和热处理工艺. 试验证明, 所研制的材料耐磨性好, 性能好价格低, 适合制造水泥球磨机衬板.关键词: 球磨机; 高铬铸钢; 衬板中图分类号: TQ172. 6+32 文献标识码: A1 概况水泥工业用球磨机主要使用两大类耐磨件产品, 即磨球和衬板. 我国因磨损而消耗的金属材料超过 200 万吨, 其中衬板材料约占 11% .[1]由此可见,提高衬板的常规使用的寿命具有重大经济价值.高锰钢是指含锰量在 10% 以上的合金钢. 用于球磨机衬板的高锰钢含锰量一般为 10%~ 15%, 碳含量一般为 0. 90%~ 1. 50% . 高锰钢的铸态组织通常由奥氏体、 碳化物和珠光体组成, 有时还含有少量的磷共晶, 碳化物数量多时, 常在晶界上呈网状出现, 因此, 铸态组织的高锰钢脆性大, 有必要进行热处理后才能用. 通常使用的热处理方法是固溶处理,即将钢加热到 1 050 e ~ 1 100 e , 保温以消除铸态组织, 得到单相奥氏体组织, 然后水淬, 并保持到常温. 热处理后, 钢的强度、 塑性和韧性均有大幅度提升.高锰钢常态的奥氏体组织本身/ 质地柔软0不耐磨, 其发挥耐磨性的前提是奥氏体组织受到较大的冲击载荷而使金属表面发生塑性变形. 变形后, 在变形层内就产生非常明显的加工硬化现象, 表层硬度大幅度提高. 低冲击载荷时, 能够达到 HB 300~ 400; 高冲击载荷时, 能够达到 HB 500~ 800. 冲击载荷不同, 表面硬化层深度也不同, 可达 10 mm~ 20 mm.高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料的磨损. 高锰钢在强冲击磨料磨损条件下, 有优异的抗磨性能, 故常在矿山、 建材、 火电等机械设备中用做耐磨件. 但在低冲击工况条件下, 加工硬化效果并不明显, 高锰钢不能充分的发挥其耐磨性.第一代水泥球磨机衬板材料使用的正是高锰钢, 在水泥球磨机工况条件下, 高锰钢衬板受到的冲击力不够大, 加工硬化不明显, 表现出塑性过高而耐磨性不足, 磨损严重. 市场调研发现, 国内大部分中小水泥厂仍然使用传统的高锰钢衬板, 经济效益与环境效益低下.[ 2]20 世纪 30 年代发展的镍硬铸铁为第二代衬板材料. 镍硬铸铁是在白口铁中加入 5% 的 Ni 和 3%的 Cr, 非合金白口铁的珠光体基体被马氏体和残余奥氏体代替, 形成了马氏体白口铁. 由于硬的碳化物存在于硬而不易屈服的基体上, 其耐磨性有了很大的提高. 但因为这种生铁显微组织中有高达 50% 的碳化物, 故脆性很大, 极易开裂.为了减小镍硬铸铁的脆性, 从 20 世纪 70 年代起, 国际上发展了第三代耐磨材料)) ) 高铬铸铁. 铬系白口铸铁目前仍是国内外耐磨铸铁的主流, Cr15,Cr20和 Cr26 系列高铬耐磨铸铁在美国、 日本和我国均已大批量生产和应用.[3]高铬铸铁与镍硬铸铁显微组织的重要不同之处在于其碳化物的形态和硬度不同. 镍硬铸铁形成的是连续网状碳化物 Fe3C. 当 Cr 占 12%以上时, 形成断续的块状碳化铬 Cr7C3. Cr7C3 比 Fe3C 硬, 因此耐磨性更强. 碳化物形态由连续网状转变为块状, 大大改善了韧性. 高铬铸铁与高锰钢相比, 极大地改善了耐磨X 收稿日期:2011 -05 - 09作者简介:何素立( 1962 -) , 女, 河北石家庄人,石家庄职业技术学院高级实验师.2011年 12 月第 23卷第 6期石家庄职业技术学院学报Journal of Shijiazhuang Vocational Technology InstituteDec. 2011Vol. 23 No. 6
