铸态高铬铸铁磨球的研究与应用

铸态高铬铸铁磨球的研究与应用 河北工学院 王文才 孙迈盈 左责平 【提要】 本文探讨了采用金属型铸造、 在铸态下获得屈氏体高铬铸铁磨球 的可能 性 � 说 明了屈 氏体磨球化学成分的选择原则 、 金相组 织和机械性 能 的 特 点。 试验证 明 , 金属型铸造屈氏体高铬铸铁磨球的综合机械性能 良好 、 耐磨 、 球耗量低 �叨一 ! 克 ∀吨水泥# , 一 般比∃ % &∋球 的耐磨性高 ( 倍左右 , 是普通银钢球的 )。倍 以 上 。 应用 发现 , 该种磨球基本无碎裂 或剥皮现象发生。 与淬火球相比 , 由于省去了高温热处理 工 艺 , 可明显省能减耗 , 因而在市场上具有优势。 ∗ +, + − ∋ + . − / 0 1 2 2 34+ − 54% / % / 6 ∋ 4/ 0 4/ 7 一8 − 33 9 − 0 + % : 在, 一 & − , 5 ; 47 . &. ∋ % < 4= < >∋ % / ? − / 7 ? + / + − 4 , ≅ = / Α − 4Β 4/ 7 , Χ = % 6 = 42 4/ 7 �; + Δ + 4 Ε / 7 4/ + + ∋ 4/ 7 & % 33+ 7 + # 1 Δ , 5∋ − Φ 5 >/ 5. 4, 2 − 2 + ∋ 534 + Γ% , , 4Δ 4345Β % : % Δ 5 − 4/ 4/ 7 5 ∋ % % ,5 45 + 7 ∋ 4/ 0 4 / 7 一Δ −33 % : − , 一 + − , 5 . 47 . + . ∋ % Η < 4= < 4∋ % / Ι − , , 5 = 0 4+ 0 ΔΒ 2 + ∋ 5/ − / + / 5 垃% 30 Φ − , 5 4/ 7 ϑ Κ . + 2 ∋ 4/ + 42 3+ , :% ∋ + . % 4+ + % : + . + < 4+ − 3 + % < 2 % , 45 4% / − / 0 5.+ 2 + + = 34− ∋ 45 4+ , % : < 4+ ∋ % 一 , 5∋ = + 5让∋ + − / 0 < + + . − / 4+ − 3 2 ∋ % 2 + ∋ 5 4+ , % : 5∋ % % , 5 45 + 7 ∋ 4/ 0 4/ 7 一 Δ − 33 − ∋ + 2 ∋ + , + / 5 + 0 ϑ Κ . + + Λ 2 + ∋ 4坦 + / 5, . − Μ + 2 ∋ % Μ + 0 5. − 5 45 , % : − + = 2 5 − Δ 3+ + % / Δ 4/ − 5 4% / % : < + + .− / 4+ − 3 2 ∋ % 2 + ∋ 54+ , − / 0 .4 7 . Ι + − ∋ ∋ + , 4, 5 − / + + Δ Β = , 4/ 7 2 % ∋ < − / + / 5 < % 30 + − , 54/ 7 7 ∋ 一/ 0 4/ 7 一Δ − 33, ϑ 35 , Ι + − ∋ + % < , = < 2 54% / ) Ν 3% Ι + ∋ �Δ + 5Ι + + / , ! − / 0 ! Γ+ ∋ 5% / + + < + / 5 # ϑ 35, Ι + − ∋ ∋ + , 4, 5 − / Η Φ + )Ν ∃ 5 4< + , < % ∋ + 5.− / 呼% & ∋ − / 0 ) ! 5 4∋/ + , 坦% ∋ + 5. − / :% ∋ 7 4/ 7 , 5 + + 3, Δ − 33, ϑ Γ∋ % 0 = + 5 4Μ + − ΓΗ Γ 34+ − 54% / , . % Ι , , 5. 4, Δ −33, )Ν :∋ + + % : Δ ∋ + − Ο − / 0 Ι 45. % = 5 , + − 3+ 一 % :: ϑ >5 )Ν % : − 0 Β 瓦/ 5− 7 + % : , − Μ 4/ 7 + / + ∋ 7 Β − / 0 3% Ι + ∋ + % < , = < Γ5 4% / , Δ + + − = , + % : + − / + +34/ 7 5.+ . 47 . 5。山Γ ϑ . + − 5 5 ∋ + − 5< + / 5 , − / 0 Ν ! 45 , 5 − / 0 , % / 5. + − 0 Μ − / 5 − 7 + % = , 2 % , 454% / 4/ < − ∋ Ο + 5 一 、 前 宫 目前 , 国内水泥行业球磨机用磨球多用普通锻钢 球。 这种球韧性好 、 不易碎、 成本低 � 其缺点是耐磨 性差 、 易变形 、 球耗量高 �据调查 , 可以达到 ) 公斤 ∀ 吨水泥左右# 。 国外 , 这种球基本不用 , 而 代之以 新的抗磨材料。 常用锻钢球的上述缺点, 造成水泥厂 频繁停机补 球 , 不仅增加工厂劳动强度和生产费用 , 而且降低了 磨机的运转率 , 因而直接影响工厂产量和经济效益 , 更适应不了水泥磨机日趋大型化 、 自动化的需求。 因 此 , 提高磨球的耐磨性 、 提高磨机运行效率是水泥行 业觅待解决的大课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 国内自七 十年代始研制高铬铸球 , 无论铁球或钙 球 , 均采用砂型铸造, 一般经高温淬火后 , 得到马氏 体基体加共晶碳化物。 这种组织硬度高、 耐磨性好、 球耗量低。 但是 , 这种球易碎 �破碎率 Π Θ 以上 # , 需要规模较大的热处理车间 , 用油淬而消 耗 大 量 能 源 , 增加了生产成本 , 延长 了生产周期 , 影响经济效 益 。 经研究, 我们认为并非淬火马 氏体 组 织 最 为理 想 。 高铬铸铁的抗磨性与所含碳化物的类型、 数量及 分布状况有关 。 只要碳化物的形 、 量恰当 , 分布均匀 《铸造》杂志 ) Ρ Ρ年第 ∃ 期 而且能被牢固地嵌在基体上 , 材料必定耐磨 。 为此 , 研究采用金属型铸造工艺 , 配合微量元素合金化 , 不 必热处理 , 可直接使用铸态磨球。 装机 运 行 结 果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 , 该种球耐磨性好 , 磨损均匀 , 无碎球或剥皮 , 球 耗在Ν! 一 !克 ∀吨水泥范围内, 生产实践证明 , 其工 · 艺省工 、 省时 、 省能 , 可明显降低生产成本 。 成为现 代水泥磨机的理想磨球 。 为 了与热处理后的性能进行比较 , 做了热处理系 列试验 。 微量合金元素对材料铸态硬度和冲击值的影 响, 试验结果列于表 3 。 四种元素同时加入后 , 材料 具有最好的冲击性能 , 硬度亦接近; 、Ν ! 。 二 、 试验条件及成分 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ) ϑ 试验条件 试验采用的是 (! 公斤高频炉、 3知公斤和 Ν !! 公斤 中频炉 � 用双铂姥快速热电偶测温 , 出炉温度控制在 ) Ν ! !一 ) Ν Ν !℃ , 浇注温度控制在 ) Π Ν 。一 ) ∃ Ν !℃ 。 冲击试块采用单体砂型铸造 , 加工后 的尺寸为)! Λ 3 % Λ Ν Ν �毫米 # , 无缺口 � 用湿砂型浇注价Π! 抗弯 拭棒。 价Ν! 以下的小球用 湿砂型铸造 , 价Σ! 以上的大 球用金属型铸造 。 试验用的原辅材料有Γ %, 或Γ )! 生铁 , 低碳废钢 , 中碳或碳素铬铁 , 紫铜边角料 , 铝铁 , 稀 土 硅 铁合 金 , 硼铁和石墨电极等。 表 ) 加人不同微甩元素对− 二值及; ∗ 。的影响 二。 、 二、、 。 Τ 人 人 ) , 。 Υ , , 、 , 一, 睦 ϑ , , 『 。Υ) 琳ς 9 % ς 8那人阴诫虽台金 Υ )补 Υ 几升 十 9Ω 一3开 ς 州 。 十 Δ 一 。 ‘ Ξ Η 一Ξ Η · 、 Η Η ⋯一 Ξ 一 Υ 一 Υ 一 ’ ‘ 一 、Η 一” Η 一 Υ十 七 = “‘又Ψ ∀ Φ < 一 少 Υ “‘ 。 3 了 ‘ “ Υ ”’ ” Ζ 了 ’ 乙 ; ∗ 。 」∃ 。· ) ⋯Ν [ ·Ν ⋯Ν ) ·‘ Ζ ‘。· ∴ 注 [ ) #)]指稀土硅铁合金 , (# 冲击值为三个试块的平均 值 � Π #硬度在冲 击试块上测定 , 为 )Σ 个 测点的平均 值 , ∃ #其它主要元素保持不变。 时效处理对 − 二值及; ∗ 。的影响结果列于表 ( 。 显 然 ϑ 低温时效对这两个性能无大影响 。 表 ( 时效对− ‘值及; ∗% 的影响 ( ϑ 成分设计 高铬铸铁被誉为第三代抗磨材料。 对于 高应力磨 粒磨损有较高抵抗力 。 当铬含量大于 )! Θ 以后 , 形成 坚硬的9 ∴ & [ 型碳化物 , 呈孤立状被基 体包围, 虽属 高碳的共晶碳化物 , 但是断裂传播较难 , 因而具有相 当强的抗断裂性能 。 同锻钢相比 , 高铬铸铁冲击韧性低 , 但是 , 铸球 在水泥磨机中运行是瀑落式下滑冲击 , 属小能量频繁 冲击类型。 大能量冲击性能取决于材质的塑性 , 而小 能量 多次冲击性能则取决于材质的强度。 所以 , 尽管 高铬铸铁一次冲击性能较低 , 可是它具有较高强度 , 故能抵住小能量多次冲击而不破坏。 高铬铸铁在铸态下有获得奥 氏体的强烈倾向, 对 于薄小型铸件尤其如此 。 在铸态下欲 获 得 屈 氏体基 体 , 必须恰当选择化学成分 。 经过反复试验 , 认定采用中碳 、 高硅 、 低铬碳比 的高铬铸铁。 为了细化组织 、 强化基体 、 均化性能 , 还加进了微量合金元素 , 其具体成分为 �Θ # [ ( ϑ Ν一 Π ϑ Π & , Ν )# ! ϑ Ρ , & ∋ ∀ &《 ∃ ϑ Ν , ! ϑ ∃一% ϑ ,9 / , 9 % 、& = 、 ) 号稀土合金均小于。ϑ Ν! 三 、 试验结果及分析 ) ϑ 微量合金元素及热处理对 材 质 性能 的影响 饭寥及⋯、黑黯万⋯丽奇认万[[十 、, / ⊥ [ [[ ⊥ 。买⋯[[一 ⋯� )万 注 [ 其它主要元素& 、≅4 、& ∋ 、9 / 不变 , 与表 ) 不同点是 [ 不是同炉试块 。 微量合金元素和热处理状态对材料抗弯性能的影 响结果列于表 Π 。 自表中可见 , 该材料在铸态下可以 获得较高的抗弯强度 。 值得注意的是当 ∃ 种元素同时 加入时 , 抗弯强度超过了∴ !! 9 Γ − , 这就足 以 满足使 用要求。 表 Π 加人元紊与热处理状态对材料抗弯性能的影响 −−− 卜Δ �9Γ − ### 挠度�< 二 ### 淬淬火 十 回火火 铸 态态 淬火 十 回头头 )))共共 Σ ) ΠΠΠ Σ Ρ ∴∴∴ ( 。 ((( ( , ΠΠΠ )))] ς 9 %%% Ν Π ∃∃∃ Ρ ! !!! ( 。 ΝΝΝ ΠΠΠ ))) ] ς 9 % ς 888 ∴ ) ΡΡΡ Σ ∴ΠΠΠ ( 。 ∴∴∴ ( ϑ ΠΠΠ )))共ς 9 % ς _ ς & ===== ∴ ) ))))) ( ϑ ∴∴∴ 注 [ 加入合金栏内符号含义同前表 , & ϑ ≅4 ϑ 9皿 ϑ &∋ 保 持不变 , 炼个性能值均为三个试样的平均值 。 ‘ 不同的热处理 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 对硬度及冲击值的影响情况详 见表 ∃ 。 从表中可见, 淬火加回火后 , 材 料 硬度提 《铸造》 杂志 ) Ρ Ρ年第 ∃ 期 Ν )的面分布 , 它只溶于基体中不形成碳化物, 强化了 基体组织 。 9 / 、9。和&让在组织中分布均匀 , 也有强 化基体作用 。 弓ϑ 硬度 ∃ ϑ 机械性能 经多次检测 , 抗弯强度均在 弓Ν! 9Γ − 以上 , 挠度 值在 (一 ( 、 Ν 之间 , 冲击值均大于 ≅ Ψ∀ Φ < Χ 。 表 Ν 为实测 的一组数据。 表 Ν 祷态高铭铸铁磨球的实测性能 �侧三个试样平均值# 、Ξ 桂能类别3 一 “ 3” “ ’ ‘ ’ 3⎯ 性能值 ⎯ ) − Δ Δ �9Γ − # Υ 桥度 �< < # Υ 欲、 �Ψ∀ +< 皿# 劲丽, 了 一 Ξ Ξ Ξ 、3 ⊥ � ( ) Ρ ) Υ ∴ ( ! Υ ( ϑ Π Υ Σ ϑ Ρ ( ) Ρ( Υ ∴ Ν ! Υ ( ϑ ∃ ⊥ Ρ ϑ ( ( ) Ρ Π Υ Ν Ν ! Υ α ϑ 】 ∴ ϑ Ν ( ) Ρ ∃ Τ ) Ν ∴ ! ) ( ϑ ) Ν ) Σ ϑ Ρ () ΡΝ Υ 了机 ) (ϑΝ Ζ 一 为测试样的硬度及分布 , 将磨球沿浇 口剖开 , 取 下厚 )! 毫米的圆片 , 两面磨平后 测其硬度 , 测得结果 如图 Ρ 所示。 硬度值一般在; 。。知一郊 范围内, 而且 内外差别不大 。 磨球的显微硬度详见表 Σ 。 基体显微 硬度均在; 9 Ν !! 以上 , 碳化物在; 9 ) Π。。以上 。 试验 得出 , 材料的抗磨性与其显微硬度成正比。 这 种高硬 度的碳化物质点牢固地嵌在坚硬的基体上 , 能够很好 地提高材料的耐磨性 。 表 Σ 铸态磨球的显微硬度 匕Ψ一一了月∋�钊一� 几! 碳 化 物 三∀ 一万#不歹一∃ % && ∋ ( % ) ∋ ∋ , % ∗ ∋ ∋ % + ) ∋ , % + − ∋ , % .∋ ∋ 乡万, & / 0 协− ∋球 , 1李 叻& ∋球 自2 实询的球硬度值及其分布34 朗 0 5 0 砂)∋球 ‘, 磨损试验 从各种规格的磨辣上切取 6 , 义 % , 7 %∋ 3毫米0 的 磨须试块, 在自制的棋孩磨损试验机上进行对比磨损 试验。 图 ) 为设备示意图。 压重 % 公斤 , 磨片用 % .∋ 目风船牌水砂纸 , 主轴转速 , −∋ 转8 分钟 , 每隔半小时 称重一次并且更换砂纸 , 同时调换两试块位置 。 如此 试验共进行 . 小时 , 最后计算其总磨损量。 以+ 9: ; 球 的总磨损量 为基数, 分别计算了被测磨球的相对耐磨 性 , 所有数据列于表 & 。 666 尸甲一一曰 < 石翻召,,,666马马 、、 图 ) 模似磨损试验装置示意图 %一压重 , ￡一试样筒 , =一固定套筒 , + , − , ∗一紧固螺母, &一 固定架 , 2一紧固螺杆 , )一试块 , % ∋一水砂纸 %% 一转盘, %. 一工作台 。 《铸造》杂志 6, 2 2年第 + 期 ϑ 经济效益 和淬火球相比 , 铸态高铬铸铁球由于省去 了热处 理工序 , 从而显著省能源省设备 , 因 此 成本大大降 低。 据估算 , 年产 ) ! ! ! 吨磨球的工厂 年获利可达 )! 。 万元人民币。 与锻钢球相比 , 由于其耐磨而使球 耗 量 显 著下 降 , 减少 了停机补球的损失 , 提高了磨机的运行率。 根据对表 Ρ 中所列出的四个试验单位的 统 计 数 据来 看 , 一台磨机的年获利都在 ( 万元以上 �仅磨球一 项 与锻钢球相比 # 。 全国水泥行业若按使用锻钢球 )! 万吨计 , 那 么用 铸态高铬铸铁球可望降至 ( 万吨 , 显然 , 这样会节省 大量金属材料 , 因此具有显著经济意义 。 四 、 结 论 ) ϑ 屈氏体高铬铸铁磨球耐磨 , 韧性好 , 长时间 使用基本不碎 、 无剥落、 耗量小 、 磨损均匀。 该种球 可 以较好地满足大 、 中、 小 , 水泥磨机的需求。 ( ϑ 金属型铸造高铬铸铁磨球 , 其工艺可行。 其 优点主要表现为 , 铸球丧面质量好 , 内部组织细小紧 密 , 而且 比砂 型铸工 艺的成本低 , 可使铸件成品率提 高到 ! Θ 以 上。 Π ϑ 铸态满足使用要求 , 省去 了热处 理 工 艺过 程 , 从而节省能源消耗及设备费用 , 显著降低了生产 成本。 ∃ ϑ 加入儿种微量合金元素 , 可 以保证球在铸态 获得满意的组织和综合机械性能 。 Ν ϑ 生产和使用铸态高铬铸铁磨球 , 因为可以获 得显著技术经济效益 , 因而在市场上颇具竞争能力。 参 考 文 献 〔 ) 〕西安交通大学等 [ 《磨 料磨损与耐磨合金》 , 电力工 业出版社 , ) Ρ !年版 〔( #孙酒盈等 [ 8 型抗磨铸铁 的试验研究 , 《现代 铸铁》, ) Ρ ∃年 , 第 4 期 , 第 )Π页 。 〔Ρ 〕吕学业译文[ 高铬白口铸铁 , 《热加工工艺》 , ) Ρ ) 年 , 第 ) 期 , 第 ∃( 页 〔∃ 〕西安交通大学等 [ 高铬铸铁 的应用研究 , 《铸工》, ( ! Ρ (年 , 第 ( 期 , 第β , 页 〔Ν 〕姜炳焕等译文 [ 合金铸铁 的进展 , 《国外铸造》, ) Ρ ∃年 , 第 Ν 期 , 第 β 页 〔Σ 〕Ψ ϑ卜) ϑ 8 +∋ + β 。, ? +− ∋ − / 0 4< 2 −+ 5 ∋+, 4, 5−/ 5 Ι .45+ +− ,5 4∋ % / , 8 ∋454,. χ% = / 0 ∋Β< − / , ) Ρ ) , )! 〔∴ 〕杨世铎 [ 球磨机衬板材质机械性能的选择 , 《水泥》, )! Ν透年 , 第 Ρ 期 , 第 ∴ 页 �编样 [ 田世江 # 铸造用无溶剂型涂料的研究 华中工学院 戴绪绮 王文清 武汉工学院 哀 艺 【提要】 本文探讨了无 溶剂型粉末涂料的配制工艺、 性能 、 静电喷 涂 装 置 及 其 使用原理。 所研制的一 种石英粉一酚醛树脂涂料具有盯好的涂敷性能 , 可应用于多 种 砂型 、 砂芯上 , 能得到表面光洁、 无铸造缺陷的铸件 , 它为我国铸造涂料领 域开辟了 一条新的途径 。 >/ Μ +, 547 − 54% / , − / 0 1 2 2 34+ − 54% / , % : Α % 一 ≅% 3Μ + / 5 χ % = / 0 ∋ Β Γ % Ι 0 + ∋ & % − 54/ 7 , _ − 4 δ = ε 4 , ? − / 7 ? + / ε 4/ 7 �; = − β . % / 7 >/ , 5 45 = 5 + % : Κ + +二/ 〕3% 7 Β# φ = − / φ 4�? = . − / >/ , 545= 5+ % : Κ + + :4 / % 3% 7 Β# 1 Δ , 5 ∋ − + 5 Κ .4, 2 − 2 + ∋ + % / 0 = + 5 , ∋ + , + − ∋ + . 4/ 5% 5. + 2 ∋ + 2 − ∋ 4/ 7 5 + +. / 4ε = + , 2 ∋ % 2 + ∋ 54+ , % 全 / % 一≅ % 3Μ + / 5 , 2 % Ι + ∋ + % − 5 4/ 7 , , 45 , + 3+ + 5 ∋ % % 5 − 5 4+ + % − 54/ 7 − 2 2 34 + − 5% ∋ − / 0 45 , 2 ∋ 4/ + 42 3+ , ϑ 8 − , + 0 % / 5. 4, 2 ∋ % + + , Η ≅ + ≅ Ι . / + Ι Ο 4% 0 % : + % − 5 4/ 7 , 434+ − 一Γ. + / % 3 ∋ + , 4/ + % − 5 4/ 7 0 + Μ + 3% 2 + 0 , 45 )Ν % : 7 % % 0 + % − 5主/ 7 − Δ 43,5了 , + / 45 )Ν , = 45 − Δ 3+ :% ∋ , − / 0 < % = 30 , − / 0 + % ∋ + , , 7 % % 0 :4/ 4, . 4/ 7 , = ∋ :− + + + − , 54/ 7 , Ι 45. / % 一 ) ! 《铸造》 杂志 ) Ρ Ρ年第 ∃ 期