长寿纸浆磨盘精密成形技术的研究

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1、华中科技大学博士学位论文摘要磨盘是高浓磨机中易损件，其使用寿命直接影响着纸浆质量和生产效率。本文研究开发一套长寿纸浆磨盘的精密成形新技术。获得的主要成果如下:系统研究了磨盘的失效模式和失效机理，发现纸浆磨盘的失效是由摩擦磨损、齿纹断裂、汽蚀、腐蚀及边缘F9#M等几种失效模式复合作用引起的。摩擦磨损作为软磨料，主要由塑变疲劳引起，其过程首先是在基体与碳化物周围形成空洞，随着空洞的不断扩展，形成裂纹，裂纹不断扩展，相互连接，最终导致基体的剥落和碳化物的脱落。腐蚀不仅仅是齿与齿槽之间的电位差造成，还与材料基

2、体与碳化物之间的电位差有关。对汽蚀失效进行了系统的理论分析，建立了形成汽蚀必要条件的判据。认为磨区的压力降造成汽泡的产生，是产生汽蚀的必要条件，而且建立了判据:P:一P,_(，，、.2gh,，。、、、，、二‘二、一二_，、二、。、__._.乞于=伏一1)十哭舒‘<-01当该公式成立时，容易产生汽泡·汽泡爆破冲击齿区。Pc/2“‘一--，-!--一··-一在汽泡爆破冲击力及射流的复合作用下，导致材料受损。研究了C,Cr,M。以及Ni等元素对高铬合金材料性能的影响，随碳含量的增加，高铬合金材料硬度提高，冲

3、击韧性降低。Cr含量的增加，硬度与冲击韧性都有所增加。随着M。含量的增加，硬度跟冲击韧性都有所增加。随着Ni含量的增加，硬度递减，冲击韧性先增后减。筛选出一种优质的新型磨盘材料Cr27Mo2Ni-GT作为磨盘使用材料用于生产。采用电磁振荡法、旋转法、极化曲线法以及滑动摩擦法，研究了不同材料耐汽蚀、抗冲刷、耐腐蚀和抗磨等性能。‘发现片状碳化物在中性和碱性条件下，具有良好的抗汽蚀、耐腐蚀、抗冲刷以及耐摩擦磨损;网状的碳化物严重影响材料的性能一各项指标都处于最低状态。岛状碳化物比片状碳化物更耐腐蚀、耐汽蚀，

4、但在耐摩擦和冲刷方面不如后者。同时探明马氏体组织具有比奥氏体好的耐腐、抗汽蚀以及抗冲刷的能力。一一一一-一目-月.一.一t华中科技大学博士学位论文提出由具有激冷功能、强度高、发气性低的面砂和背砂组合的壳型精密铸造工艺，设计出成套的造型工艺装备，对浇注工艺参数进行了优化。确定小磨盘浇注温度为1520'C，浇注时间2-3s,浇道为半闭半式，F.E::Fm:Fpy为1.25:1:1.72。大磨盘浇注温度为16100C，其Frl:FM,:F内为1:1.42:3.28。有效地防止气孔、缩孔、缩松以及冷隔的发生，

5、稳定生产出尺寸精度CT8级，齿纹区表面粗糙度Ra3.2um的磨盘铸件，其使用寿命达至。设计要求。采用本研究成果的精密成形技术生产的蘑盘产品，已在国内广泛使用。关键词:磨盘高铬合金材料磨损汽蚀腐蚀精密成形工艺一-一一一一一一一一-一一~------11华中科技大学博士学位论文AbstractRefinerplateisaneasilybrokenpartofhighconsistencydiscrefiner.Itsservicelifespandirectlyafectspulpqualityandp

6、roductionefficiency.Thispaperstudiedthenewprecisionformtechnologyoflonglifepulprefinerplate.Themainresultsfollowedas:Failuremodesandtheoriesofrefinerplatewerestudiedsystematically.Itwasfoundthatfailureofrefinerplateiscausedbythecompoundactionofwearabras

7、ion,toothbreakage,erosion,corrosionandbarroundingetc.Wearabrasioniscausedbygallingfatigue.Theprocedureisthatporeoccurredatthesideofmatrixandcarbidefirstly.Thencracksbegintogeneratewithporeextending.Atlastmatrixandcarbidefallo氏becauseofcrackextendingandc

8、onnecting.CorrosionisnotonlyafectedbypotentialdiferencebetweentoothandgroovebutalsobybetweenmatrixandcarbideErosionfailurewassystematicallyanalyzedandthenecessaryconditioncriterionoferosionformationwasdeduced.Itwasconsideredthatb