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1、2011年12月石家庄职业技术学院学报Dec.2011第23卷第6期JournalofShijiazhuangVocationalTechnologyInstituteVol.23No.6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,性价比高,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
2、分类号:TQ172.632文献标识码:A1概况低冲击工况条件下,加工硬化效果并不明显,高锰钢水泥工业用球磨机主要使用两大类耐磨件产不能充分发挥其耐磨性.品,即磨球和衬板.我国因磨损而消耗的金属材料超第一代水泥球磨机衬板材料使用的正是高锰[1]过200万吨,其中衬板材料约占11%.由此可见,钢,在水泥球磨机工况条件下,高锰钢衬板受到的冲提高衬板的使用寿命具有重大经济价值.击力不够大,加工硬化不明显,表现出塑性过高而耐高锰钢是指含锰量在10%以上的合金钢.用于磨性不足,磨损严重.市场调查发现,国内大部分中球磨机衬板的高锰钢含锰量一般为10%~15%,碳小水泥厂仍然
3、使用传统的高锰钢衬板,经济效益和[2]含量一般为0.90%~1.50%.高锰钢的铸态组织通环境效益低下.常由奥氏体、碳化物和珠光体组成,有时还含有少量20世纪30年代发展的镍硬铸铁为第二代衬板的磷共晶,碳化物数量多时,常在晶界上呈网状出材料.镍硬铸铁是在白口铁中加入5%的Ni和3%现,因此,铸态组织的高锰钢脆性大,需要进行热处的Cr,非合金白口铁的珠光体基体被马氏体和残余理后才能使用.通常使用的热处理方法是固溶处理,奥氏体代替,形成了马氏体白口铁.由于硬的碳化物即将钢加热到1050e~1100e,保温以消除铸态存在于硬而不易屈服的基体上,其耐磨性有了很大组织,
4、得到单相奥氏体组织,然后水淬,并保持到常的提高.但因为这种生铁显微组织中有高达50%的温.热处理后,钢的强度、塑性和韧性均有大幅度碳化物,故脆性很大,极易开裂.提高.为了减小镍硬铸铁的脆性,从20世纪70年代高锰钢常态的奥氏体组织本身/质地柔软0不耐起,国际上发展了第三代耐磨材料)))高铬铸铁.铬磨,其发挥耐磨性的前提是奥氏体组织受到较大的系白口铸铁目前仍是国内外耐磨铸铁的主流,Cr15,冲击载荷而使金属表面发生塑性变形.变形后,在变Cr20和Cr26系列高铬耐磨铸铁在美国、日本和我[3]形层内就产生明显的加工硬化现象,表层硬度大幅国均已大批量生产和应用.度提
5、高.低冲击载荷时,可以达到HB300~400;高高铬铸铁与镍硬铸铁显微组织的重要区别在于冲击载荷时,可以达到HB500~800.冲击载荷不其碳化物的形态和硬度不同.镍硬铸铁形成的是连同,表面硬化层深度也不同,可达10mm~20mm.续网状碳化物Fe3C.当Cr占12%以上时,形成断续高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料的磨损.高锰钢的块状碳化铬Cr7C3.Cr7C3比Fe3C硬,因此耐磨性在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常更强.碳化物形态由连续网状转变为块状,大大改善在矿山、建材、火电等机械设备中用做耐磨件.但在了韧性.高铬铸铁与高锰钢相比,极大地改善了
6、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.第6期何素立:高耐磨性高铬铸钢衬板的研制55性,但由于其含碳量很高,因而其韧性不足,高铬铸酸性中频电炉中加入废钢和生铁熔清,再加入铬、钼、铁衬板在使用过程中容易开裂.镍调整钢水成分.在出钢前5min~10min内先后加2高铬铸钢衬板的材料设计入锰和硅.在出钢前2min左右加入0.05%的纯铝脱目前,国内外主流高铬铸铁的化学成分为:氧.铁水的出炉温度控制在1460e~1500e.在包碳2.4%~3.6%,铬15%,合金Mo2%,Cu1%.内冲入1.
7、4kg高效稀土复合变质剂,撒入适量保温我们对高铬铸铁的化学成分进行如下调整:聚渣剂覆盖,并镇静5min左右,扒渣.铁水浇注温碳,采用低碳化设计,目的是进一步提高韧性.度控制在1360e~1400e.铬,降低铬含量,在保证形成主要抗磨组织3.2铸造工艺(Cr7C3)的情况下,最大限度地节约用铬.采用有机酯水玻璃砂工艺.低合金化,在保证韧性的情况下,节约使用钼、下箱砂与芯砂:原砂(40目/70目)100%+水玻铜等金属,以降低制造成本.璃5%(占原砂重)+有机酯12%(占水玻璃重)+钼,主要作用是细化基体,稳定珠光体,细化碳EZK型溃散剂2.5%(占原砂重).化物
8、,提高基体的电极电位和耐蚀性.加入少量
