Po krátkém představení charakteristik běžně používaných materiálů pro drtící kladiva z hlediska typů, složení, struktury a výkonu poskytuje tento článek konkrétní vysvětlení více výrobních procesů a charakteristik materiálů odolných proti opotřebení pro drtící kladiva. Výběr materiálů odolných proti opotřebení pro drtící kladiva by měl být založen na typu drcených materiálů a podmínkách zařízení. Když je pracovní namáhání kladiva relativně vysoké, měly by být pro kladivo vybrány materiály, jako je ocel s vysokým obsahem manganu nebo ocel s ultra vysokým obsahem manganu, a způsob výroby kladiva by měl být integrální lití. Když je pracovní namáhání kladiva relativně nízké, měly by být použity metody integrálního lití z legované oceli nebo kompozitního lití s použitím uhlíkové oceli a litiny s vysokým obsahem chrómu. Jedním z nejúčinnějších způsobů, jak zvýšit jejich životnost, je použití metod kompozitního lití k výrobě drticích kladiv.
Čína Materiály drtičů
Na čínském trhu se v různých pracovních podmínkách používají drtící kladiva z různých materiálů.
Drtící kladivo z legované oceli
Když pracovní podmínky drtiče nezahrnují velmi silný náraz a výhody oceli s vysokým obsahem manganu nelze plně využít, lze pro výrobu kladiv zvolit legovanou ocel, která řeší problémy nízké počáteční tvrdosti, špatného účinku zpevnění a slabá odolnost tohoto materiálu proti opotřebení. Zkoumáním chemického složení legované oceli je zřejmé, že otěruvzdorná litá ocel běžně používaná pro kladiva sestává ze středně až vysoce uhlíkové nízkolegované oceli a vysoce legované oceli. Mezi klíčové legující prvky patří chrom, nikl a molybden, které výrazně zvyšují prokalitelnost materiálu. Tepelné zpracování může dále zvýšit pevnost a houževnatost kladiva. Typicky lze kompozitní struktury, jako je martenzit a bainit, získat za podmínek tepelného zpracování, jako je chlazení vzduchem nebo kalení. Následná úprava popouštěním dále posiluje celkovou pevnost a houževnatost materiálu kladiva. Celý proces výroby odlévacích kladiv z legované oceli není složitý. Zpočátku vykazují vysokou tvrdost a po tepelném zpracování bude tvrdost větší nebo rovna 46HRC, přičemž si stále zachovávají vysokou houževnatost a účinně splňují požadavky na použití materiálu kladiva. Kladiva z legované oceli se obecně používají, když je velikost částic drceného materiálu malá a napětí je mírné, což poskytuje dobrý výkon v takových podmínkách.
Tento materiál je jednoznačně nejlepší volbou pro výrobu náhradních dílů odolných proti opotřebení, které mají mimořádnou mechanickou pevnost a houževnatost. Tyto vlastnosti jsou nezbytné pro to, aby obstály v široké škále náročných pracovních podmínek. Navíc je to nejvhodnější materiál pro výrobu odlitků hlavní ocelové konstrukce, které vydrží dynamické zatížení bez rizika poruchy.
Na čínském trhu existuje několik běžných chemických složení kladiv z legované oceli:
Stupeň | chemická složka % | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C | Si | Mn | Cr | Mo | S | P | Ai | |||
42CrMo | 0.38-0.43 | 0.15-0.35 | 0.75-1.00 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | - | ||||
35CrMo | 0.32 0.40 ~ | 0.17 0.37 ~ | 0.40 0.70 ~ | 0.80 1.10 ~ | 0.15 0.25 ~ | ≤0.035 | ≤0.035 | - | ||
38CrMoAl | 0.35 0.42 ~ | 0.20 0.45 ~ | 0.30 0.60 ~ | 1.35 1.65 ~ | 0.15 0.25 ~ | ≤0.04 | ≤0.04 | 0.7 1.1 ~ | ||
40Cr | 0.37 0.45 ~ | 0.17 0.37 ~ | 0.5 0.8 ~ | 0.8 1.1 ~ | - | - | - | - | ||
30Mn2SiCrMo | 0.25 0.35 ~ | 0.40 0.80 ~ | 1.20 1.60 ~ | 1.35 1.65 ~ | 0.2 0.5 ~ | ≤0.04 | ≤0.04 | - |
Qiming Casting vyvinul speciální slitinová kladiva pro průmysl recyklace kovů. Zkontrolujte podrobnosti: 2 – 3 pracovní život než manganová kladiva! Žádné přestávky! DHT Alloy Hammers for Shredder!
Drtící kladivo s vysokým obsahem chromu
Litina s vysokým obsahem chrómu se zaměřuje na použití chrómu jako legujícího prvku. V některých případech se přidávají prvky jako nikl a molybden, aby se dále zvýšila kalitelnost materiálu. Díky vysokému stupni legování v litině s vysokým obsahem chrómu často vykazuje vynikající prokalitelnost, prokalitelnost a odolnost proti opotřebení ve výrobním procesu materiálů odolných proti opotřebení, jako jsou drtící kladiva. Kromě toho má také vynikající odolnost proti oxidaci a tepelnou únavu. Pokud jde o odolnost proti opotřebení, je výrazně lepší než materiály hlavy kladiva z lité oceli s vysokým obsahem manganu, což z něj činí pravděpodobně nejlepší materiál pro výrobu drticích kladiv.
Na čínském trhu existuje několik standardních chemických složení kladiv z chromové oceli:
Stupeň | chemická složka % | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | Cu | S | P | |
BTMCr15 | 2.0 3.3 ~ | ≤1.2 | ≤2.0 | 14 18 ~ | ≤3.0 | ≤2.5 | ≤1.2 | ≤0.06 | ≤0.10 |
BTMCr20 | 2.0 3.3 ~ | ≤1.2 | ≤2.0 | 18 23 ~ | ≤3.0 | ≤2.5 | ≤1.2 | ≤0.06 | ≤0.10 |
BTMCr26 | 2.0 3.3 ~ | ≤1.2 | ≤2.0 | 23 30 ~ | ≤3.0 | ≤2.5 | ≤2.0 | ≤0.06 | ≤0.10 |
1:Povoleno přidat mikroměřítko V, Ti, Nb, B Re atd. 2:Vybereme třídu a specifické komponenty podle hmotnosti, tloušťky a velikosti foukacích tyčí |
Drtící kladivo s vysokým obsahem manganu
Ocel s vysokým obsahem manganu sestává především z austenitu a karbidů jako odlévací struktury. Vzhledem k přítomnosti karbidů není jeho houževnatost silná, a proto vyžaduje úpravu vodou kalením a temperováním. Po úpravě se přemění na jednofázovou austenitovou strukturu s velmi silnou rázovou houževnatostí. Počáteční tvrdost materiálu však zůstává relativně nízká a mez kluzu je také velmi nízká. Mikrolegovaná a legovaná ocel s vysokým obsahem manganu je založena hlavně na běžné oceli s vysokým obsahem manganu, spoléhá na mikrolegování a legování pro další zpevnění matrice a zjemnění struktury při zachování vynikající houževnatosti během procesu zvyšování počáteční tvrdosti a meze kluzu oceli s vysokým obsahem manganu.
Střední manganové nůžky hlavně vhodně oslabují nadměrný obsah uhlíku v oceli s vysokým obsahem manganu a snižují množství legujících prvků v pevném roztoku ve struktuře austenitu během úpravy vodním kalením, aby se oslabila stabilita struktury austenitu. Za podmínek relativně slabého namáhání se snadno opracovává, čímž se zvyšuje tvrdost povrchu a optimalizuje se odolnost proti opotřebení. Po dokončení úpravy vodním kalením může jednofázová austenitová struktura vysokomanganové oceli podstoupit značné mechanické zpevnění při velmi silném kolizním namáhání, čímž se výrazně zesílí povrchová tvrdost celých drticích kladiv a optimalizuje se odolnost proti opotřebení.
U materiálů s drtícími kladivy platí, že čím silnější je rázové namáhání, tím výraznější bude jejich zlepšující účinek, což odráží lepší odolnost proti opotřebení. Po provedení těžebních zkoušek na materiálech odolných proti opotřebení z oceli s vysokým obsahem manganu bylo zjištěno, že po úpravě kalením vodou dosáhla tvrdost oceli s vysokým obsahem manganu 220 HBW. Při použití v relativně silně namáhaných pracovních podmínkách se jeho povrchová tvrdost může po mechanickém zpevnění zvýšit na přibližně 550 HBW, což prokazuje vynikající odolnost proti opotřebení. V prostředích s méně závažnými napěťovými podmínkami se však efekt mechanického zpevnění kladivových hlav s vysokým obsahem manganové oceli výrazně sníží a celková odolnost proti opotřebení bude relativně slabá, takže bude obtížné plně prokázat vlastnosti materiálu. Proto bude stabilita austenitové struktury ultravysokomanganové oceli relativně silnější. Typicky může při vysokém namáhání nebo deformaci vykazovat vynikající účinky zpevnění a vynikající odolnost proti opotřebení.
Na čínském trhu existuje několik standardních chemických složení kladiv z manganové oceli:
Stupeň | chemická složka % | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
C | Si | Mn | Cr | S | P | |
Mn 13 | 1.05 1.35 ~ | 0.3 0.9 ~ | 11 14 ~ | - | ≤0.06 | ≤0.04 |
Mn13Cr2 | 1.05 1.35 ~ | 0.3 0.9 ~ | 11 14 ~ | 1.5 2.5 ~ | ≤0.06 | ≤0.04 |
Mn17Cr2 | 1.05 1.35 ~ | 0.3 0.9 ~ | 16 19 ~ | 1.5 2.5 ~ | ≤0.06 | ≤0.04 |
1:Povoleno přidat mikroměřítko V, Ti, B, Re atd. 2: Můžeme vyrobit další kladivo z vysoce kvalitní manganové oceli podle požadavků zákazníků. |
Faktory ovlivňující opotřebení kladiva drtiče
Vliv rychlosti otáčení
Správným nastavením rychlosti otáčení kolem drtícího kladiva lze dosáhnout nejlepšího směru kolize. Pokud je rychlost příliš vysoká, bude obtížné podávat materiál do radiálního rozsahu drtícího kladiva a dojde k výraznému poškození horní části. Když je rychlost pomalá, materiál vnikne mezi drtící kladivo a způsobí znatelné poškození boků a kořenů drtiče. Správné místo opotřebení by mělo být na nějakém vnějším tečném bodě, kde hlava kladiva vyčnívá ven.
Vliv úhlu mezi drtícími kladivy na rotační plochu
Doba, za kterou se kladivo drtiče otočí z bodu A do bodu B, což je přibližně 60 stupňů, by měla být stejná nebo blízká době, za kterou materiál vstoupí mezi drtící kladiva. Tím je zajištěno, že hlava kladiva naráží na materiál častěji, čímž se zabrání abnormálnímu opotřebení kladiva drtiče. V opačném případě se rozsah a intenzita opotřebení drtiče dále prohloubí. Například drtič používaný v Cementárně má výrazný spád (H = 2600 mm), s rychlým klesáním a pomalou rychlostí otáčení rotoru (209 ot./min.). Když je hlava kladiva dopravena na operační plochu a upuštěna na kovadlinu, účinnost nárazu hlavy kladiva s materiálem je velmi pomalá, což má za následek značné opotřebení bočních a kořenových konců hlavy kladiva. Na druhou stranu v cementárně Huaihai, kde se používá dovážený drtič, není celkový pokles materiálu velký (H = 1900 mm) a rychlost otáčení rotoru je 447 ot./min. Materiál však nemůže být dodán do pracovní oblasti hlavy kladiva, což má za následek znatelné opotřebení v horní části hlavy kladiva a celkovou špatnou provozní účinnost.
Vliv hmotnosti drtícího kladiva
Rozumný výběr hmotnosti kladiva ovlivňuje nejen pracovní efektivitu a výrobní výkon drtiče, ale také významně ovlivňuje opotřebení hlavy kladiva stroje. Optimální hmotnost kladiva by měla být taková, aby dokázalo účinně rozdrtit materiál jedním úderem, čímž se minimalizovala zbytečná práce, zamezilo se naklonění hlavy kladiva dozadu a aby nedocházelo k rušení při následných úderech kladiva. Velikost drtícího kladiva přímo závisí na tvrdosti drceného materiálu a energii potřebné k drcení.
Metoda lití drtiče na čínském trhu
Metoda integrálního lití
Metoda integrálního lití nebo metoda lití z jednoho kusu zahrnuje tavení a odlévání materiálu kladiva po dokončení výroby modelu. Po úspěšném ztuhnutí lze při tomto způsobu výroby použít litou hlavu kladiva, jako jsou materiály hlavy kladiva s vysokým obsahem manganu nebo legované oceli. Ve skutečném výrobním procesu může metoda integrálního lití vyrábět drtící kladiva metodami, jako je více kusů v jedné krabici nebo sériové lití, aby se urychlila celá efektivita výroby.
Metoda lití bimetalového kompozitu
Metoda kompozitního lití kapalina-kapalina
Kompozitní metoda kapalina-kapalina využívá hlavně integrální lití k získání požadovaného drtiče. Dvě tavicí pece jsou spuštěny a provozovány současně pro rafinaci dvou slitinových materiálů během procesu odlévání. Obecně platí, že celá část rukojeti kladiva používá materiály z lité nebo legované oceli ZG270-500 nebo ZG310-570. Pokud složení oceli splňuje příslušné normy a dezoxidace je normální, lze během procesu tavení provádět lití oceli. Po nějaké době se nalije litina s vysokým obsahem chrómu, aby se zaplnila celá hlava kladiva a příslušný vtokový systém. Při použití této metody k získání vynikajících odlitků je nutné pevně kontrolovat teplotu lití a čekací dobu po dokončení lití oceli. Konkrétně po nalití násady kladiva počkejte, až povrch oceli u násady bude mít ztuhlou vrstvu o požadované tloušťce, než ji naplníte železem, aby se nesmíchala s dříve nalitou ocelí. Je třeba poznamenat, že při kompozitním odlévání litiny a oceli s vysokým obsahem chromu první krok obvykle zahrnuje nalití oceli do oblasti rukojeti kladiva. Pokud se v prvním kroku přímo provádí lití železa, bude dosažení vynikajícího spojovacího povrchu mezi ocelí a železem obtížné. To může vést k zachycování strusky, dutinám a dalším problémům v oblasti spojování těchto dvou materiálů.
Metoda lití pevná látka-kapalina kompozitu
Metoda kompozitu pevná látka-kapalina používá pro část kladiva litinový materiál s vysokým obsahem chrómu. Současně je pro část rukojeti kladiva vybrána uhlíková konstrukční ocel nebo legovaná ocel. Prvním krokem je dokončení výroby části rukojeti kladiva, následované specifickým zpracováním a ošetřením kompozitní oblasti kolem rukojeti kladiva, aby se zajistilo, že spojovací povrch je čistý, bez nečistot, bez oxidace a že část rukojeti kladiva který má být složen, je transformován do proměnlivého nebo nepravidelného průřezu odléváním nebo obráběním, aby se zvýšila pevnost při tavení celého kompozitního povrchu a zabránilo se oddělení během používání kladiva. Během procesu odlévání je prvním krokem umístění zpracované nebo upravené rukojeti kladiva do pískové formy a poté nalití litiny s vysokým obsahem chrómu do části hlavy kladiva. Aby se zajistilo lepší spojení kompozitního povrchu, musí být rukojeť kladiva před formálním litím obvykle podrobena předehřevu. Toho lze dosáhnout předehříváním nebo indukčním předehříváním uvnitř formy. Tato metoda kompozitu pevná látka-kapalina zahrnuje použití oceli s vysokým obsahem manganu k odlití celé hlavy kladiva s přidáním bloků z tvrdé slitiny nebo litiny s vysokým obsahem chromu na konci kladiva, kde naráží na materiál, čímž se prodlužuje životnost celého kladiva. kladivoun.
Metoda slitiny odolné proti opotřebení SHS
Jednoduše řečeno, metoda samo se šířící vysokoteplotní syntézy (SHS) syntetizuje materiály prostřednictvím silného chemického reakčního tepla a samovolného vedení mezi reaktanty. Jakmile jsou reaktanty zapáleny, automaticky se šíří ve směru, kde nedochází k žádné reakci, dokud všechny nezreagují úplně, což je jeden z nových technologických prostředků pro výrobu vysoce tvrdých materiálů odolných proti opotřebení. Tato metoda má mnoho vlastností, jako je rychlá reakce, komplexní reakce a vysoká energetická účinnost. V procesu odlévání se tato metoda používá přiměřeně pro syntézu sloučenin s vysokou tvrdostí v oblastech, kde je požadována odolnost proti opotřebení, aby byly splněny požadavky na odolnost proti opotřebení. Při samo se množící syntéze CrB2 lze jako suroviny použít elementární B nebo Cr a jako suroviny lze použít i jejich oxidy. Díky míchání a lisování prášku do specifických tvarů se tyto prášky přidávají do oblastí odolných proti opotřebení během lití. Využitím tepla generovaného litím roztaveného kovu mohou tyto prášky podléhat samo se šířící reakci, čímž se syntetizují sloučeniny se silnou tvrdostí v oblastech vyžadujících odolnost proti opotřebení, čímž se zvyšuje odolnost proti opotřebení celého drtiče.
Metoda nanášení slitin odolných proti opotřebení
Překryvné svařování slitinami odolnými proti opotřebení zahrnuje použití tvrdých slitinových materiálů k posílení tvrdosti specifických oblastí jediné kladivové hlavy z vysoce houževnatého materiálu, čímž se zvýší odolnost celého materiálu proti opotřebení. Tato metoda se používá především pro opravy hlav kladiv z legované oceli a dalších součástí. Například optimalizace svařovacích drátů D618 pro překryvné svařování kolem kladivových hlav ZG35SiMn může výrazně prodloužit jejich životnost. Překryvné svařování využívá slitinové prvky, jako je chrom ve svařovací tyči, aby se vytvořila martenzitická matrice s vysokým obsahem uhlíku, vysoká tvrdost, sloučenina a další struktury, čímž se dosahuje odolnosti proti opotřebení. V procesu opravy kladivových hlavic z vysoce manganové oceli lze zvolit metodu „obecný kov + přechodová vrstva + vrstva odolná proti opotřebení“, která je v souladu s překryvným svařováním. V procesu překryvného svařování se ke konstrukci mezivrstvy používají materiály jako H1Cr21Nil0Mn6, zatímco svařovací dráty D227 se používají ke konstrukci vrstvy odolné proti opotřebení, což zajišťuje dokonalou integraci mezi základním kovem, mezivrstvou a vrstvou odolnou proti opotřebení, čímž se zvyšuje životnost opraveného kladiva 2-3krát.
Metoda lité infiltrace
Infiltrační metoda může také zvýšit odolnost proti opotřebení celých drticích kladiv. Jedná se o metodu povrchové metalurgie, která se používá k výrobě kladiv z legované oceli. Během procesu odlévání se na vnější vrstvu odlitku nanesou práškové slitiny železa s vysokým obsahem uhlíku, chrómu a vanadu a poté se na ni nalije roztavená ocel. Ve fázi tuhnutí bucharu je teplo plně využito k roztavení prášku slitiny železa na povrchu, který se následně pevně spojí se základním kovem a vytvoří na povrchu odlitku slitinovou vrstvu o požadované tloušťce. Tato vrstva obsahuje různé slitinové sloučeniny, které zvyšují tvrdost materiálu a optimalizují jeho odolnost proti opotřebení. Tato metoda je dokončena v jednom kroku během tuhnutí, což prokazuje významnou výhodu v jednoduchosti ve srovnání s jinými metodami. Má však i nevýhodu: tloušťka povrchové metalurgické vrstvy může být ovlivněna tuhnutím, což má za následek, že výsledná kompozitní vrstva nedosáhne požadované hloubky.
Shrnout
Obecně platí, že výběr drtičů by měl vycházet z druhu drcených materiálů a podmínek zařízení pro výběr vhodných licích materiálů. Ocel s vysokým obsahem manganu nebo ocel s ultra vysokým obsahem manganu by měla být zvolena jako materiály kladiva co nejvíce pro materiály s velkou velikostí částic nebo vysokou tvrdostí. Pokud je pracovní namáhání hlavy kladiva relativně slabé nebo velikost částic drceného materiálu je malá, měly by být pro prodloužení životnosti hlavy kladiva použity integrální odlitky z legované oceli nebo kompozitní hlavy kladiva vyrobené z uhlíkové oceli a litiny s vysokým obsahem chromu. . Metody kompozitního lití pro výrobu kladivových hlav mohou účinně prodloužit životnost celé kladivové hlavy. Při výrobě mohou být zvoleny kompozitní kladivové hlavice kapalina-kapalina nebo pevná látka-kapalina podle výrobních podmínek. Pro rukojeťovou část lze pro výrobu zvolit uhlíkovou nebo nízkolegovanou ocel, pro drtící část by měly být použity litinové materiály s vysokým obsahem chromu. Metody kompozitního lití lze považovat za důležitý způsob, jak zvýšit životnost drticích kladiv. Při odlévání kladivem lze pro urychlení celého výrobního procesu zvolit techniky, jako je odlévání krabic z více kusů nebo odlévání strun. Kromě toho by měly být přijaty vhodné procesy tepelného zpracování pro hlavy kladiv, aby se plně zvýšila odolnost materiálů proti opotřebení.