球磨机高铬铸铁衬板的研究与应用
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反复多 次 受 力接 触 , 其 表 面 产生 接触 疲 劳 磨 损 。 使 所 以材料 的硬 度和韧 性不足都 可 造成 磨损的加 速 。 试验 证明 , 察高铬 铸铁衬 板 90℃淬 火 420 观 5 - 6 回火显 微组织 , 残余 奥 氏体 发生 转变 . 有大 量回 火 马 氏体产 生 . 化物均 匀细小 , 碳 孤立 分 布于马 氏体 基
过 程 中析 出 二次 碳 化物 , 料 的硬 度 提 高 。从 图 l 材
试 验 所用 试样 取 自高 铬铸 铁 衬 板 , 冲 断后 试 用 样 制作金 相试 样 观察 组 织 , 测 量 硬 度 值 。将 试 样 并 加热到 90℃淬火 后 分 别 20℃、5 5 6 50℃ 回火 , 行 进
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UU G i in, A n u — a W NG Me g x
(o h了c s 嶝 a 啪 , eogagI u f c ad eho g , a i 500 c a 1 H  ̄nin 惦 t l i 。 si e n cnl  ̄t r  ̄100 , n) T e, t h
( 黑龙扛科技学院 机械工程系 ,黑 龙江 鸡西 180 ) 5 15
摘 要: 研糊了一种球磨机高 铬铸铁衬 板 , 这种材料的主要特征是以锰部分取 代高 铬铸铁 中的钼 , 其组织 为马 氏体
加碳 化物 。试验结果表 明, 使用谈材料 制作的衬 板在低 冲击载 荷的工况条件 下其使 用寿命优 于舆 氏体 高锰钢 . 且
击。 目前使 用 的村 板 材质 太多 为高锰 钢 , 基体 组 其 织是 奥氏 体 , 在低 载荷 冲击 下不 能产生 加工硬 化 , 耐 磨性能 不能 充分 发 挥 , 料 作 用 区 出现反 复 连续 塑 磨 性变形 , 衬板表 面 产生 裂 纹 , 板 磨 损 较快 , 命 使 衬 寿
体上 , 使铸铁 的韧性 较 高 , 满 足该 条 件 , 为 根据 C/ rC 在 4~8之 间确 定含 铬量 。锰 是稳 定奥 氏体 的元 素 , 利用 锰 可以改 善耐磨性 和韧 性。钼对 提 高淬 透性的 作用很 大 , 但价 格 昂贵 , 衬 板 采取 以锰 代 钥 。 加 该 只 ^ 少量 的钼 。 当 Mn含量 为 3 %时 , 即可抑 制珠 光 体
浇注 温度为 l 8 ~l 2 0 0℃。加入少 量稀 土 元素 细 3 4 化晶粒 , 防止猛 促使奥 氏体晶粒 长 大。
物数量增加, 材料硬度 、 耐磨’ 提高 , 性 但冲击韧性值
下降 。根据衬板 工 作状 况 , 用含 碳量 在 中碳 范 围 选
Ch ie o p i u t a s iso a i fd c lr t r oc fo t m m r n m si n r to o e ee a o
4 结论
() 1在低应力磨料磨损的条件下, 马氏体基体的 高 铬铸铁 村板 具有 良好 的抗 磨性 能 。 () 铬 铸 铁 在 90 ℃淬 火 420 ℃ 回火条 件 2高 5 -6 下, 具有 较好硬 度和 韧性配合 , 磨性 最好 。 耐 () 铬铸 铁 衬板 中以 锰来 部 分 代替 价 格 昂贵 3高 的钼 , 约 了生产成 本 , 节 满足 使用 要求 。
Al re : h l ieo ri  ̄la lT ec ̄c fo,m ̄.t mm silrt md g1 c ee e p t r a Js J ai n ln o o 蚰d ac l d e  ̄
Ke D —s r _v y tm: d e ]rtr tms J i 。 y r -r ie sse d l ( ee eao ; n m s o I  ̄n
铁 衬板 的主要 化学成 分列 于表 I 。
表 1 高铬铸铁村板的化学成分 【 w%)
其 抗磨 料 磨损 性能 很 好 。但 由于钼 含 量 较 高 , 格 价 较 贵 , 用受 到限 制 , 锰 部 分 取 代 高 铬 钼 铸铁 的 应 以 钼. 降低 了成本 , 具有 良好 的使用 前景 。
0 前 言
球磨 机被 广搓用 于各 矿 山 、 水泥 厂等行 业 , 衬 其
板是 主要 的易 损 件 。通过 调 查 , 磨 机 衬板 受 力 主 球 要来 自磨 球 的滚 压 、 摩擦 和 磨料磨损 , 属于 低载 荷 冲
化物, 当碳 为 3 0 .%左右 , C >1 %时 , 且 r 0 全部 生成 A +M 型共 晶 , 碳化 物呈 孤立 硬质 点 分 布 于韧 性基
生 产成本低 , 具有 广泛的使用 和推广价值 。 关键 词 : 商铬铸铁 ;衬板 ;球嘈机 中图分类号 :D 0 T 4 文献标识码 A 文章编 号:08—82 (∞20 —00 —0 10 752 )5 0 5 2
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内。铬是高铬 铸 铁 的主 要 元 素 , 能强 烈 地 形成 碳 它
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6
煤
炭
技
术
第 5期
2 高铬铸铁衬板 的组织及 性能
2 1 金 相 组 织 .
3 分析 与讨论
高铬铸 铁铸 态组织 为较粗 大奥 氏体和共 晶碳化 物, 冲击韧 性差 , 板耐磨 性不好 。经淬火 加 回火 的 衬 热处理 . 于淬火后 存 在 的 大 量残 余 奥 氏体 在 回火 由
a a id f t l kn so l
c n iosi dsusd o dt n s i se i c
收稿 日期 :02一∞ 一 7 修订日期 0 一0 — 0 20 2 ̄ 2腮 3 2 作者 简介 : 绦家文(9 5 , 黑龙江鸡西人 , 17 一) 男, 毕业 于辽宁工程技术大学热加工工艺及设备专业 , 主要从 事教学 与耐磨材料 现 研究工作 . 发表论文 5篇。
22 机械性 能 . 冲击试 验 在摆 锤 式 冲击 试 验 机上 进 行 ; 损 试 磨 验在 自制 的 磨 损 试 验 机 上 进 行 , 损 试 样 尺 寸 为 磨
1 Ⅱ ×5 k 。不 同热 处理 状 态 的高铬 铸铁 与 高 0ⅡI 01 l l ' r  ̄
锰钢 的硬 度 、 击 值 、 磨 性对 比见 表 2 由对 比可 冲 耐 ,
参考 文献 :
[] 张清 . 1 金属磨损和金属耐唐材料手册[ ] 北京: M. 冶金工业出
版 社 .91 19
23 装机试 验 结 果 .
用 该 材料 制 做 的衬 板 , 在鸡 西 某 水 泥 厂做 同机
对 比试 验 , 铬铸 铁 衬 板 比奥 氏体 高锰 钢 衬 板 寿命 高
曲 e o mnc i n T em t&d smits tr o ̄s f re i n ab e h s  ̄ l ml r h e ,’ eol teer t 0 mal l ad cri s T el t, l  ̄ o me t s  ̄ e d e r p w t ti e c a l s ̄ c h te
不 同的热处 理工 艺对 比试验 , 终 90℃淬火 420 最 5 -6
℃ 回火 的热 处理规 范组 织 性能最好 。相应 的金相组
织 见 图 I 。
中金相 组织 ()( ) 表 2中相 应 的机 械 性 能对 比 c 、d 和 可 以看 出 , 随着 回火 温度 的提 高 , 次碳化 物含 量 也 二 增加 , 导致 硬度 增加 , 冲击 韧性 受脆性 相析 出 的 虽 但 影响而 下降 , 最终 耐磨性下 降 。 衬板 在工况条 件下 , 材料 除需较 高 的硬度外 . 还
i mli r aeo h m ' a iI e le f i l e m d f ts a f ls,gr m I l agns s nesd udro m at f0 l n s i , e i : d l l nae a t l e ne l  ̄ i m g e ue t t wipc
提高 2倍。
Re e r h a d a p ia i n o ih c r m i m a tio s a c n p l to fh g h o u c s r n c l e so alm i i r fb l n l l XU Jaw n, UN C a gl i— e S h n -i
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( el el l 。 .dp.H i ̄j a st e f ̄ / e n n eho  ̄,x 180 ,“m) M e ̄i neI et, eo i gI t t o g efgadTen] J i5 15c i aE g l a ni F n i u % i m ti cn y ee pdu di bl mlle glho u atr ,s pc lyit t m gns a l os f a r l et vl e s a i nrs lcr m cs in i eii a n naeepay陀 Ⅱe ea r l d o e e n l li i mi o ts at sh o
降低 。高铬 铸铁是 继高 锰 钢 之后 出现 的 耐 磨材 料 , 与其 它耐 磨材料 相 比 , 它硬 度较 高 , 在低 载荷 冲击下
获得单一的奥 氏体组织 铜在高铬铸铁 中, 能抑 制
珠 光体 的形 成 , 与钼 配合使 用时 可显著 提高淬 透性 , 受 溶解 度 限制 , 含 量 一 般 不 超 过 12 铜 .%。高 铬 锰
要有 一定 的强韧 性 配合 。从衬 板 的 磨 损特 点 看 , 衬 板的 磨损 机理主要 是磨 料磨损 在 低 冲击载荷 条件 下外力 使磨 料刺人 衬 板 表 面 并相 对 滑 动 , 成切 削 形
图 l 高铬铸铁不同状态的金相组织
沟槽 。磨料切 削过 程 中 , 槽 相 临 区域 产 生 塑性 变 沟 形 , 金属 在磨 损过 程 中发生 加 工 硬 化 , 使 产生 裂 纹 , 裂纹扩 展导 致金 属 碎 屑 剥落 。但 实 际 条 件下 , 金 若 属过 硬 , 料不 能压人金 属表 面 , 磨 则衬板表 面 与磨粒
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第 2 卷 第 5期 I
20 0 2年 5月
煤
炭
技
术
Vd . 0 2I N 5
Ma . 0 2 y 20
Co lTe h oo v a c n lg
球 露 机 高 铬 铸 铁 板 羽研 究与 应 用
徐 家文 ,孙 昌 立
l 衬板 选材及 生产工艺
11 衬板 成分 确定 . 碳 对 高铬铸 铁 的影 响很 大 , 决定 着 碳 化物 的 其
数 量 , 影响 材 质的 机械性 能 。随 含碳量增 加 , 还 碳化
12 衬板生产 工艺 .
衬板单 件重 3 , 型 铸造 , 8 砂 浇注 系统 截 面 按 灰铁计 算后 增大 2% , 口设计 参 照 铸 钢 。铁液 采 5 冒 用 10k 无 芯 中频感应 电 炉熔炼 , 铂 铑快 速 热 电 5 g 双 偶和 数字万 能表 测温 , 出炉温度 为 l40 0 5 一J 0℃ , 5
以看 出 9 0℃淬火 +20 ℃回火 后 高 铬铸 铁 能 够保 5 6
持较 高 的硬度和 相 对 较 好 的 冲击 韧 性 , 耐磨 性 也相
对较 好 。
表 2 不同材料的机械性能对 比
体上, 保持 了回火马 氏体的高 硬度 和适 当的韧性 , 具
有 优 良的机 械性能 , 因此 , 抗 磨性晶好 。 其
过 程 中析 出 二次 碳 化物 , 料 的硬 度 提 高 。从 图 l 材
试 验 所用 试样 取 自高 铬铸 铁 衬 板 , 冲 断后 试 用 样 制作金 相试 样 观察 组 织 , 测 量 硬 度 值 。将 试 样 并 加热到 90℃淬火 后 分 别 20℃、5 5 6 50℃ 回火 , 行 进
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UU G i in, A n u — a W NG Me g x
(o h了c s 嶝 a 啪 , eogagI u f c ad eho g , a i 500 c a 1 H  ̄nin 惦 t l i 。 si e n cnl  ̄t r  ̄100 , n) T e, t h
( 黑龙扛科技学院 机械工程系 ,黑 龙江 鸡西 180 ) 5 15
摘 要: 研糊了一种球磨机高 铬铸铁衬 板 , 这种材料的主要特征是以锰部分取 代高 铬铸铁 中的钼 , 其组织 为马 氏体
加碳 化物 。试验结果表 明, 使用谈材料 制作的衬 板在低 冲击载 荷的工况条件 下其使 用寿命优 于舆 氏体 高锰钢 . 且
击。 目前使 用 的村 板 材质 太多 为高锰 钢 , 基体 组 其 织是 奥氏 体 , 在低 载荷 冲击 下不 能产生 加工硬 化 , 耐 磨性能 不能 充分 发 挥 , 料 作 用 区 出现反 复 连续 塑 磨 性变形 , 衬板表 面 产生 裂 纹 , 板 磨 损 较快 , 命 使 衬 寿
体上 , 使铸铁 的韧性 较 高 , 满 足该 条 件 , 为 根据 C/ rC 在 4~8之 间确 定含 铬量 。锰 是稳 定奥 氏体 的元 素 , 利用 锰 可以改 善耐磨性 和韧 性。钼对 提 高淬 透性的 作用很 大 , 但价 格 昂贵 , 衬 板 采取 以锰 代 钥 。 加 该 只 ^ 少量 的钼 。 当 Mn含量 为 3 %时 , 即可抑 制珠 光 体
浇注 温度为 l 8 ~l 2 0 0℃。加入少 量稀 土 元素 细 3 4 化晶粒 , 防止猛 促使奥 氏体晶粒 长 大。
物数量增加, 材料硬度 、 耐磨’ 提高 , 性 但冲击韧性值
下降 。根据衬板 工 作状 况 , 用含 碳量 在 中碳 范 围 选
Ch ie o p i u t a s iso a i fd c lr t r oc fo t m m r n m si n r to o e ee a o
4 结论
() 1在低应力磨料磨损的条件下, 马氏体基体的 高 铬铸铁 村板 具有 良好 的抗 磨性 能 。 () 铬 铸 铁 在 90 ℃淬 火 420 ℃ 回火条 件 2高 5 -6 下, 具有 较好硬 度和 韧性配合 , 磨性 最好 。 耐 () 铬铸 铁 衬板 中以 锰来 部 分 代替 价 格 昂贵 3高 的钼 , 约 了生产成 本 , 节 满足 使用 要求 。
Al re : h l ieo ri  ̄la lT ec ̄c fo,m ̄.t mm silrt md g1 c ee e p t r a Js J ai n ln o o 蚰d ac l d e  ̄
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铁 衬板 的主要 化学成 分列 于表 I 。
表 1 高铬铸铁村板的化学成分 【 w%)
其 抗磨 料 磨损 性能 很 好 。但 由于钼 含 量 较 高 , 格 价 较 贵 , 用受 到限 制 , 锰 部 分 取 代 高 铬 钼 铸铁 的 应 以 钼. 降低 了成本 , 具有 良好 的使用 前景 。
0 前 言
球磨 机被 广搓用 于各 矿 山 、 水泥 厂等行 业 , 衬 其
板是 主要 的易 损 件 。通过 调 查 , 磨 机 衬板 受 力 主 球 要来 自磨 球 的滚 压 、 摩擦 和 磨料磨损 , 属于 低载 荷 冲
化物, 当碳 为 3 0 .%左右 , C >1 %时 , 且 r 0 全部 生成 A +M 型共 晶 , 碳化 物呈 孤立 硬质 点 分 布 于韧 性基
生 产成本低 , 具有 广泛的使用 和推广价值 。 关键 词 : 商铬铸铁 ;衬板 ;球嘈机 中图分类号 :D 0 T 4 文献标识码 A 文章编 号:08—82 (∞20 —00 —0 10 752 )5 0 5 2
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内。铬是高铬 铸 铁 的主 要 元 素 , 能强 烈 地 形成 碳 它
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术
第 5期
2 高铬铸铁衬板 的组织及 性能
2 1 金 相 组 织 .
3 分析 与讨论
高铬铸 铁铸 态组织 为较粗 大奥 氏体和共 晶碳化 物, 冲击韧 性差 , 板耐磨 性不好 。经淬火 加 回火 的 衬 热处理 . 于淬火后 存 在 的 大 量残 余 奥 氏体 在 回火 由
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c n iosi dsusd o dt n s i se i c
收稿 日期 :02一∞ 一 7 修订日期 0 一0 — 0 20 2 ̄ 2腮 3 2 作者 简介 : 绦家文(9 5 , 黑龙江鸡西人 , 17 一) 男, 毕业 于辽宁工程技术大学热加工工艺及设备专业 , 主要从 事教学 与耐磨材料 现 研究工作 . 发表论文 5篇。
22 机械性 能 . 冲击试 验 在摆 锤 式 冲击 试 验 机上 进 行 ; 损 试 磨 验在 自制 的 磨 损 试 验 机 上 进 行 , 损 试 样 尺 寸 为 磨
1 Ⅱ ×5 k 。不 同热 处理 状 态 的高铬 铸铁 与 高 0ⅡI 01 l l ' r  ̄
锰钢 的硬 度 、 击 值 、 磨 性对 比见 表 2 由对 比可 冲 耐 ,
参考 文献 :
[] 张清 . 1 金属磨损和金属耐唐材料手册[ ] 北京: M. 冶金工业出
版 社 .91 19
23 装机试 验 结 果 .
用 该 材料 制 做 的衬 板 , 在鸡 西 某 水 泥 厂做 同机
对 比试 验 , 铬铸 铁 衬 板 比奥 氏体 高锰 钢 衬 板 寿命 高
曲 e o mnc i n T em t&d smits tr o ̄s f re i n ab e h s  ̄ l ml r h e ,’ eol teer t 0 mal l ad cri s T el t, l  ̄ o me t s  ̄ e d e r p w t ti e c a l s ̄ c h te
不 同的热处 理工 艺对 比试验 , 终 90℃淬火 420 最 5 -6
℃ 回火 的热 处理规 范组 织 性能最好 。相应 的金相组
织 见 图 I 。
中金相 组织 ()( ) 表 2中相 应 的机 械 性 能对 比 c 、d 和 可 以看 出 , 随着 回火 温度 的提 高 , 次碳化 物含 量 也 二 增加 , 导致 硬度 增加 , 冲击 韧性 受脆性 相析 出 的 虽 但 影响而 下降 , 最终 耐磨性下 降 。 衬板 在工况条 件下 , 材料 除需较 高 的硬度外 . 还
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提高 2倍。
Re e r h a d a p ia i n o ih c r m i m a tio s a c n p l to fh g h o u c s r n c l e so alm i i r fb l n l l XU Jaw n, UN C a gl i— e S h n -i
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降低 。高铬 铸铁是 继高 锰 钢 之后 出现 的 耐 磨材 料 , 与其 它耐 磨材料 相 比 , 它硬 度较 高 , 在低 载荷 冲击下
获得单一的奥 氏体组织 铜在高铬铸铁 中, 能抑 制
珠 光体 的形 成 , 与钼 配合使 用时 可显著 提高淬 透性 , 受 溶解 度 限制 , 含 量 一 般 不 超 过 12 铜 .%。高 铬 锰
要有 一定 的强韧 性 配合 。从衬 板 的 磨 损特 点 看 , 衬 板的 磨损 机理主要 是磨 料磨损 在 低 冲击载荷 条件 下外力 使磨 料刺人 衬 板 表 面 并相 对 滑 动 , 成切 削 形
图 l 高铬铸铁不同状态的金相组织
沟槽 。磨料切 削过 程 中 , 槽 相 临 区域 产 生 塑性 变 沟 形 , 金属 在磨 损过 程 中发生 加 工 硬 化 , 使 产生 裂 纹 , 裂纹扩 展导 致金 属 碎 屑 剥落 。但 实 际 条 件下 , 金 若 属过 硬 , 料不 能压人金 属表 面 , 磨 则衬板表 面 与磨粒
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20 0 2年 5月
煤
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Ma . 0 2 y 20
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球 露 机 高 铬 铸 铁 板 羽研 究与 应 用
徐 家文 ,孙 昌 立
l 衬板 选材及 生产工艺
11 衬板 成分 确定 . 碳 对 高铬铸 铁 的影 响很 大 , 决定 着 碳 化物 的 其
数 量 , 影响 材 质的 机械性 能 。随 含碳量增 加 , 还 碳化
12 衬板生产 工艺 .
衬板单 件重 3 , 型 铸造 , 8 砂 浇注 系统 截 面 按 灰铁计 算后 增大 2% , 口设计 参 照 铸 钢 。铁液 采 5 冒 用 10k 无 芯 中频感应 电 炉熔炼 , 铂 铑快 速 热 电 5 g 双 偶和 数字万 能表 测温 , 出炉温度 为 l40 0 5 一J 0℃ , 5
以看 出 9 0℃淬火 +20 ℃回火 后 高 铬铸 铁 能 够保 5 6
持较 高 的硬度和 相 对 较 好 的 冲击 韧 性 , 耐磨 性 也相
对较 好 。
表 2 不同材料的机械性能对 比
体上, 保持 了回火马 氏体的高 硬度 和适 当的韧性 , 具
有 优 良的机 械性能 , 因此 , 抗 磨性晶好 。 其