新型球磨机高锰钢衬板的开发与应用

发布时间：2020-09-16 08:11

　　通过对球磨机衬板用耐磨材料的应用情况、工况条件、性能要求、合金元素作用的分析,针对鞍钢矿山公司齐大山选矿厂球磨机使用Mn_(13)耐磨衬板的条件下,设计了一种新型耐磨铸钢Mn_(13)Cr_2Ti钢,其控制成分为:C:1.20～1.30%,Si:0.40%～0.60%,Mn:12.5%～14.0%,Cr:1.5%～2.2%,Ti:0.1%～0.14%,V:0.15%～0.25%,Mo:0.3%～0.5%,P:＜0.05%,S:＜0.03%。在此基础上,对Mn_(13)Cr_2Ti钢的淬透性、热处理工艺、耐磨性进行了试验研究,并制定了熔炼、铸造、热处理工艺,进行了生产小试和装机试运行。试验结果表明,设计的Mn_(13)Cr_2Ti钢淬透性良好,能满足大型球磨机衬板的淬透性要求。其在1050℃奥氏体化后淬火+250℃×8小时回火后的综合机械性能较好,抗拉强度σ_b＞700MPa,无缺口冲击韧性σ_k＞150J/cm~2。组织分析表明,此时形成的回火马氏体+贝氏体+回火屈氏体+残余奥氏体+弥散碳化物的组织是其具有优良的综合机械性能的原因。此时其耐磨性好,比Mn_(13)提高15%～35%。生产小试与装机运行结果表明,Mn_(13)Cr_2Ti钢衬板的生产工艺较为简单,熔炼、铸造、热处理工艺易于掌握,使用寿命是Mn_(13)衬板的1.3倍。而技术经济分析则表明,Mn_(13)Cr_2Ti钢衬板的生产成本虽然略高于Mn_(13)衬板,但综合考虑磨矿效率与磨耗成本后,生产每吨Mn_(13)Cr_2Ti钢衬板仍可比Mn_(13)衬板多获利1230元,已经累计取得经济效益296400元,具有明显的经济与社会效益。
【学位单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TG142
【部分图文】：

工艺曲线,水韧处理,高锰钢,工艺曲线

处理工艺分为两种:单一固溶处理，即水韧处理。这种热处理工艺是将高锰温一段时间，使铸态组织中碳化物溶解，得到化学成分，然后溶入水中快速冷却得到过冷奥氏体固溶体组织[22]理的目的是保证奥氏体均匀化的铸件在水淬过程中完好300℃以上时由于冷却速度不够而造成新的碳化物析出在此阶段应特别强调在处理过程中水温不能超过50~60温度会带来较大的应力，但这只对极少数铸件结构产生度越快，水韧效果越好l23]。固溶+时效处理，即经固溶处理的高锰钢在一定温度下奥氏体基础上弥散析出。碳化物是硬质点抗磨相，它的分布合理不但不会降低高锰钢的韧性，反而能提高高锰

示意图,塑性变形机制,材料去除,示意图

则使工件表面形成切削沟。划痕和切削沟中被切除的金属形成磨屑(一次切削)而流失12刀。多数情况下，沟中金属发生塑变，堆积在划痕和切削的两侧及前端，形成犁沟。如图1.2所示。磨料在法向力作用下压入工件表面，若压痕深度大于材料产生断裂的临界深度时，工件就会因断裂机制引起材料去除。图 1.3是由于断裂机制形成径向、中间及横向裂纹的示意图。裂纹形成以后，在运行过程中不断扩展，使得工件表面发生微观剥落，形成磨屑。材料韧性提高，有利于阻止此类材料去除的发生[27][28]。

示意图,断裂机制,横向裂纹,径向

图1.3由于断裂机制形成径向、中间及横向裂纹的示意图性相剥落磨损工况条件下，如果工件材料中存在碳化物等脆硬相，则其的较软组织被磨掉而失去对它的围护作用后，这些碳化物将裸削、冲击下断裂并从表面脱落，造成金属流失。观剥落剥落是在工作表面出现肉眼可见的凹坑，一般起源于工件内的裂纹通常在脆性相、铸造缺陷(缩松、气孔、夹杂物)上形核，磨料等的冲击后扩展o’宏观剥落与微观剥落不同之处在于其裂而是在形核于较深部位，并沿着脆性相和缺陷向内部扩展，形纹，裂纹会聚到表面后，会造成工件的整块断裂[30]。

【参考文献】