Lavlegeret stålkuglemølleforinger Design
Hovedfunktionen for kuglemølleforingen er at beskytte møllen og bruge den konvekse top af foringen til at spille kuglen til at male og knuse materialet. Derfor er foringens hovedfejltilstand slidende slid under gentagen påvirkning af lille energi. Under betingelse af slidende slid påvirker slidstyrke direkte levetiden på dele, så forskningen på slidstyrke er også et vigtigt teknisk problem. Dette projekt fremsættes for manglende foring under slibende slidforhold, og formålet er at forbedre den omfattende ydeevne af slidbestandigt materiale af lavlegeret stål under denne tilstand.
Lavlegeringsstål Kuglemølle liners Materialanalyse
Slidbestandige lavlegerede stålmaterialer indeholder normalt legeringselementer som silicium, mangan, krom, molybdæn, nikkel osv. Den stærke indflydelse af disse legeringselementer på matrixstrukturen og hærdbarheden af materialet kan bringes i fuldt spil, hvilket kan gør materialet bedre slidstyrke.
Kulstof: Kulstof er et vigtigt element, der påvirker styrken, hårdheden, sejheden, hærdbarheden og slidstyrken af støbt stål. Hvis kulstofindholdet er for højt, er hårdheden af det høje carbon martensit dannet efter varmebehandling høj, men sejheden er lav, og revner er lette at danne under varmebehandling; hvis kulstofindholdet er for lavt, er hærdbarheden og hårdheden af støbningen dårlig, og slidstyrken er dårlig. I betragtning af kombinationen af hårdhed og sejhed blev to forskellige kulstofindhold (massefraktion, det samme nedenfor) vedtaget i dette materiale, som var henholdsvis 0.30% - 0.35% og 0.40% - 0.45%. Virkningerne af to kulstofindhold på mikrostrukturen og egenskaberne af lavlegeret stål blev undersøgt.
Krom: Krom er et af de grundlæggende elementer i slidstærke materialer. Dets vigtigste funktion er at forbedre stålets hærdbarhed, styrke matrixen ved opløsning, forbedre oxidationsmodstanden af stål og øge dets korrosionsbestandighed. Krom og jern danner kontinuerlig fast opløsning og danner en række forbindelser med kulstof. Det komplekse hårdmetal af krom har en signifikant effekt på stålets egenskaber, især forbedringen af slidstyrke. Cr og Fe danner intermetallisk forbindelse FeCr. Krom kan øge stålets hærdbarhed betydeligt, men det har også en tendens til at øge stålets temperamentskørhed. Krom forbedrer stålets temperamentskørhed og reducerer stålets martensitpunkt ms. Når chrom tilsættes i rent jern og stål, kan styrken og hårdheden forbedres ved et bestemt chromindhold. I betragtning af virkningen af krom på mikrostruktur og stålets egenskaber er indholdet af krom 1.0% ~ 1.4%. Virkningen af krom på mikrostruktur og stålets egenskaber observeres ved eksperiment.
Nikkel: Nikkel og kulstof danner ikke carbider. De er de vigtigste legeringselementer til dannelse og stabilisering af austenit. I denne henseende er rollen kun næst kulstof og kvælstof. Nikkel og jern findes i α-fasen og γ-fasen af stål i form af gensidig opløselighed, hvilket får dem til at styrke sig. Ved at raffinere kornstørrelsen på α-fasen forbedres egenskaberne ved lave temperaturer, især stålets sejhed. Nikkel kan forbedre stålets hærdbarhed ved at reducere den kritiske transformationstemperatur og diffusionshastigheden for elementer i stål. Nogle fysiske egenskaber af stål og legering kan forbedres betydeligt, når nikkelindholdet er højt. Virkningen af nikkel på sejhed, plasticitet og andre procesegenskaber for stål er mindre end for andre legeringselementer. Da nikkel derudover er et sjældent element og et vigtigt strategisk materiale, indstilles nikkelindholdet til 0.4% baseret på ovenstående faktorer.
Molybdæn: Molybdæn tilhører elementet i den lukkede y-fase-region. Molybdæn findes i den faste opløsningsfase og hårdmetalfasen i stål. I hårdmetalfasen, når indholdet af Mo er lavt, danner det sammensat cementit med jern og kulstof; når indholdet er højt, danner det sit eget specielle hårdmetal. Virkningen af molybdæn i stål kan opsummeres som forbedring af hærdbarhed, forbedring af termisk styrke, forhindring af temperamentskørhed, stigende remanens og tvangsevne, forbedring af korrosionsbestandighed af legering i nogle medier og forhindring af gropkorrosionstendens Molybdæn har en solid opløsning, der styrker virkningen på ferrit og forbedrer stabiliteten af carbider, så det har en gunstig effekt på stålets styrke. Virkningen af molybdæn på temperering af stål er ganske kompliceret. Som et enkelt legeringselement øger Mo tempereringens skørhed af stål, men når det eksisterer sammen med andre elementer, såsom krom og mangan, reducerer eller undertrykker molybdæn temperamentets skørhed forårsaget af andre elementer. Da det forskellige indhold af molybdæn kan have forskellige virkninger på stålets egenskaber, besluttede vi at vælge indholdet af molybdæn i eksperimentet som 0.25% - 0.35% og 0.45% - 0.60%.
Mangan: Mangan er en god deoxiderende og afsvovlet. Mangan og jern danner fast opløsning, hvilket forbedrer hårdheden og styrken af ferrit og austenit i stål; på samme tid er det et hårdmetaldannende element, der kommer ind i cementit for at erstatte nogle jernatomer. Mangan kan raffinere pearlite og forbedre perlestålets styrke indirekte ved at reducere den kritiske transformationstemperatur. Mangan kan også reducere AR1-temperaturen og austenitnedbrydningshastigheden af stål betydeligt. Mangan har en signifikant effekt på at forbedre styrken af lav- og mellemstore perlestål. Men som et legeringselement har mangan sine ulemper. Når indholdet af Mn er højere, har stålets kornstørrelse tendens til at blive grovere, og følsomheden af temperamentskørhed øges. Det er let at fremstille hvide pletter i stål på grund af forkert afkøling efter smeltning, støbning og smedning. I betragtning af virkningen af mangan på stålets mikrostruktur og egenskaber er indholdet af mangan 1.1% ~ 1.4%.
Silicium: Silicium er et af de almindelige elementer i stål. Som et legeringselement bør indholdet af silicium i stål ikke være mindre end 0.40%. Silicium danner ikke carbid i stål, men findes i ferrit eller austenit i form af fast opløsning. Det forbedrer styrken af den faste opløsning i stål, og dets kolde arbejde deformationshærdningshastighed er meget stærk, andet kun for fosfor, men reducerer også stålets sejhed og plasticitet til en vis grad. Hvis indholdet af silicium er mere end 3%, reduceres stålets plasticitet, sejhed og duktilitet betydeligt. Silicium kan forbedre den elastiske grænse, udbyttegrænse, udbytteforhold, udmattelsesstyrke og udmattelsesforhold for stål. Silicium kan øge stålets annealing-, normaliserings- og quenchingstemperaturer, reducere diffusionshastigheden for carbon i ferrit og øge stålets hærdningsstabilitet. I betragtning af virkningerne af silicium på stålets egenskaber og mikrostruktur er indhold af silicium 1.1%% 1.4%.
Sjælden jord: Der er to hovedfunktioner af sjælden jord i stål, den ene er oprensning og den anden er legering. Re kan forbedre støbt mikrostruktur, forfine kornstørrelse, rense smeltet stål, ændre ikke-metalliske indeslutninger, forbedre deres morfologi og distribution og spille en rolle i mikrolegering. Forbedre sejhed og støbegenskaber (varmebrydningsmodstand og flydende egenskaber), forbedr styrke. På grund af usikkerheden om at tilføje metode og mængde kan det dog have en negativ indvirkning på stålets egenskaber, hvis det sjældne jordindhold er for meget. Derfor bestemmes indholdet af sjælden jord i dette materiale til at være 0.04% - 0.06%.
Bor: Den fremragende funktion af bor i stål er, at hærdbarheden af stål kan øges med en lille mængde bor (0.001%). Når indholdet af bor er mere end 0.007%, vil det føre til varm sprødning af stål. Derfor bestemmes borindholdet i dette materiale til at være 0.003%.
Hovedelementerne i de eksperimentelle materialer blev valgt i henhold til ovenstående analyse. Kulstofindholdet i prøve nr. 1 og nr. 2 er 0.30% - 0.35%, og indholdet af molybdæn er 0.25% - 0.35%; kulstofindholdet i prøve nr. 3 og nr. 4 er 0.40% - 0.45%, og molybdænindholdet er 0.45% - 0.60%.
Lavlegeret stålkuglemølleforinger Støbeproces
I dette eksperiment bruges en 50 kW mellemfrekvensinduktionsovn til smeltning. For at reducere oxidationen af ovnens ladning bør omrøring af smeltet metal så vidt muligt undgås. I den senere fase af smeltningen bør fodringsblokken ikke være for stor og bør tørres til en bestemt temperatur for at forhindre stænk ved ovnens mund. Fodringssekvensen er skrotstål, råjern → nikkelplade, ferrochrom, ferromolybdæn → ferrosilicium, ferromangan → sjælden jordferrosilicium og til sidst tilsætning af aluminium til deoxidering.
Efter tørblanding i 2-3 minutter blev formsandet blandet med vand og glas i 4-6 minutter. Efter formen er fremstillet, hærdes formen ved at blæse kuldioxid (blæsetrykket er 0.15-0.25 MPa, blæsetiden er 1-2 min). Før hældning opvarmes sandformen og legeringen i ovnen og holdes tør. Forvarmningstemperaturen er ca. 100 ℃.
Lavlegeret stålkuglemølleforinger Varmebehandling
Egenskaberne af støbte materialer skal varmebehandles korrekt. I den faktiske arbejdsforhold skal martensitstrukturen med høj hårdhed, høj styrke og god sejhed opnås, og varmebehandlingsprocessen med slukning og hærdning vedtages. Den underafkølede austenit af slidstærkt stål med lavt legering er relativt stabil, og kølehastigheden af olie i lavtemperaturzonen er meget mindre end for vand, så olie er det mest egnede slukningsmedium. Hærdning er at reducere eller eliminere den resterende spænding forårsaget af quenching, forbedre materialets plasticitet og sejhed, reducere dets sprødhed og opnå den passende kombination af plasticitet, sejhed og hårdhed. Derfor vælges slukningstemperaturerne på 850, 880, 910 og 930 for i 1 time. Tempereringstemperaturen er 200, 230, 260 og 290 ℃, og holdetiden er 2 timer.
Lavtlegeret stålkuglemølleforinger Test af ydeevne
Hårdheden af prøverne blev målt ved Rockwell-hårdhedstesteren hr-150, og mikrostrukturen blev observeret ved hjælp af et metallografisk mikroskop fra Olympus BH-2.
Tab.1 Hårdheden af prøverne som støbt (HRC) | ||||
Prøve | Første punkt | Andet punkt | Tredje punkt | Gsn. |
#1 | 31 | 36 | 35 | 34 |
#2 | 31 | 35.5 | 37 | 34.5 |
#3 | 38 | 39 | 40 | 39 |
#4 | 39 | 38.5 | 41 | 39.5 |
Det kan ses af tabel 1, at hårdhedsværdierne for prøver nr. 1 og nr. 2 er næsten de samme, men med stigningen i kulstofindhold øges hårdheden af prøverne nr. 3 og # 4 tydeligvis.
Det kan ses fra fig. 1, at hårdhedsværdien af prøve nr. 1 på hver slukketemperaturkurve med stigningen i tempereringstemperaturen dybest set viser en nedadgående tendens, men faldområdet er ikke særlig stort, og den nedadgående tendens er relativt blid; på slagstyrkekurven, med stigningen i slukketemperaturen, falder værdien, men med stigningen i hærdetemperaturen stiger dens værdi. Med stigningen i tempereringstemperaturen falder kulstofindholdet, legeringselementets indhold, dislokationstæthed og venskabsantal i martensitmatrixen, så mængden af styrkelse også falder, så hårdheden falder. Med stigningen i tempereringstemperaturen groves og spheroidiseres matrix-omkrystallisationen og hårdmetalpunktet. Fordi karbidsfæroidisering reducerer forskydningsglideafstanden og gør glideafstanden kortere, kan forskydningen ikke skære dem, så sejheden viser en opadgående tendens.
Det kan ses fra fig. 2, at mikrostrukturen af prøver nr. 1 og nr. 3 er pearlite。
Figur 3 viser den metallografiske struktur af prøven efter quenching ved 910 ℃ og hærdning ved 230 ℃. Det kan ses, at mikrostrukturen og matrixen for de to slags prøver er lath martensite. Mikrostrukturen i prøven er ensartet, og kornstørrelsen er fin.
Tab.2 Resultater af slideksperiment efter varmebehandling | |||||
Prøve | Først mister vægt w / g | Miste vægt w / g | Gns. Miste vægt w / g | Hårdhed (HRC) | Modstandsdygtighed |
#1 | 0.04013 | 0.03705 | 0.03859 | 50 | 25.91345 |
#2 | 0.03874 | 0.03615 | 0.03744 | 51.3 | 26.7094 |
#3 | 0.03091 | 0.03461 | 0.03276 | 53.6 | 30.52503 |
#4 | 0.03288 | 0.0245 | 0.02869 | 55.5 | 34.85535 |
Det kan ses af tabel 2, at med stigningen i hårdhed øges slidstyrken af nr. 1 - nr. 4 prøver igen. Derfor kan det konkluderes, at slidstab af materialer er direkte relateret til materialernes hårdhed. Jo højere hårdheden er, jo mindre vægttabet er, jo bedre er materialets slidstyrke. Derudover bidrager de dispergerede carbider i matricen også til materialernes slidstyrke, men effekten er mindre end hårdheden på grund af de få udfældede carbider.
Resultater
- Kuglemølleforinger med lavt legeret stål undersøgt i dette papir har høj hærdbarhed og høj hærdningsstabilitet.
- Efter quenching ved 850-930 ℃ og hærdning ved 200-290 ℃ opnås fint hærdet lath martensite, hvilket gør stålet med høj styrke, høj sejhed og høj slidstyrke.
- Jo højere hårdhed, jo mindre vægttab, jo bedre slidstyrke.
Om forfatteren:
Kina Mill liners producent, Qiming Machinery er førende inden for design, fremstilling og levering af mølleforinger til mineralforarbejdning og stenbrud. Det tilbyder kunderne komplette slideforingsløsninger til møller, der øger ydeevne, udstyrs tilgængelighed og lavere vedligeholdelsesomkostninger. Det er mølleforinger testet for at modstå surhedsgraden af forskellige elementer, der kan være til stede i fræsningsprocessen. Længere fræsningstid for din maskine betyder færre udgifter og mere fortjeneste eller indkomst for din virksomhed.