Después de presentar brevemente las características de los materiales comúnmente utilizados para martillos trituradoras en términos de tipos, composición, estructura y rendimiento, este artículo proporciona explicaciones específicas de múltiples procesos de producción y características de materiales resistentes al desgaste para martillos trituradoras. La selección de materiales resistentes al desgaste para los martillos trituradoras debe basarse en el tipo de materiales triturados y las condiciones del equipo. Cuando la tensión de trabajo sobre el martillo es relativamente alta, se deben seleccionar materiales como acero con alto contenido de manganeso o acero con alto contenido de manganeso para el martillo, y el método de producción del martillo debe ser la fundición integral. Cuando la tensión de trabajo sobre el martillo es relativamente baja, se deben adoptar métodos de fundición integral de acero aleado o métodos de fundición compuesta que utilicen acero al carbono y hierro fundido con alto contenido de cromo. Sin duda, emplear métodos de fundición compuestos para producir martillos trituradores es una de las formas más efectivas de aumentar su vida útil.
materiales de martillo trituradora de china
En el mercado chino se utilizan martillos trituradores de diferentes materiales en diferentes condiciones de trabajo.
Martillo triturador de acero aleado
Cuando las condiciones de trabajo de la trituradora no implican un impacto muy fuerte y las ventajas del acero con alto contenido de manganeso no se pueden aprovechar al máximo, se puede elegir acero aleado para producir martillos para abordar los problemas de baja dureza inicial, efecto deficiente de endurecimiento por trabajo y débil resistencia al desgaste de este material. Al examinar la composición química del acero aleado, es evidente que el acero fundido resistente al desgaste comúnmente utilizado para martillos consiste en acero de baja aleación de carbono medio a alto y acero de alta aleación. Los elementos de aleación clave incluyen cromo, níquel y molibdeno, lo que mejora significativamente la templabilidad del material. El tratamiento térmico puede mejorar aún más la resistencia y dureza del martillo. Normalmente, las estructuras compuestas como martensita y bainita se pueden obtener en condiciones de tratamiento térmico como enfriamiento por aire o enfriamiento rápido. El tratamiento de templado posterior fortalece aún más la resistencia y tenacidad generales del material del martillo. Todo el proceso de producción de martillos de fundición de acero aleado no es complejo. Inicialmente, exhiben una gran dureza y, después del tratamiento térmico, la dureza será mayor o igual a 46 HRC y al mismo tiempo conservarán una gran tenacidad, cumpliendo efectivamente con los requisitos para el uso de materiales para martillos. Los martillos de acero aleado se utilizan generalmente cuando el tamaño de las partículas del material triturado es pequeño y la tensión es moderada, lo que proporciona un buen rendimiento en tales condiciones.
Este material es sin lugar a dudas la mejor opción para producir piezas de repuesto resistentes al desgaste que posean una resistencia mecánica y una tenacidad excepcionales. Estas cualidades son esenciales para soportar una amplia gama de condiciones laborales desafiantes. Además, es el material más adecuado para fabricar piezas fundidas de estructuras de acero principales que puedan soportar cargas dinámicas sin riesgo de falla.
Existen algunas composiciones químicas de martillos de acero aleado comunes en el mercado chino:
Grado | Componente químico% | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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 | <0.04 | <0.035 | – | ||
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 | – |
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Martillo triturador con alto contenido de cromo.
El hierro fundido con alto contenido de cromo se centra en el uso de cromo como elemento de aleación. En algunos casos, se añaden elementos como níquel y molibdeno para mejorar aún más la templabilidad del material. Debido al alto grado de aleación en el hierro fundido con alto contenido de cromo, a menudo exhibe una excelente templabilidad, templabilidad y resistencia al desgaste en el proceso de producción de materiales resistentes al desgaste, como los martillos trituradores. Además, también posee una excelente resistencia a la oxidación y a la fatiga por calor. En términos de resistencia al desgaste, es significativamente superior a los materiales de cabeza de martillo de acero fundido con alto contenido de manganeso, lo que lo convierte posiblemente en el mejor material para producir martillos trituradoras.
Existen algunas composiciones químicas estándar de martillos de acero al cromo en el mercado chino:
Grado | Componente químico% | ||||||||
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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: Permitido agregar microescala V, Ti, Nb, B Re, etc. 2: Elegiremos el grado y los componentes específicos según el peso, el grosor y los tamaños de las barras de soplado. |
Martillo triturador con alto contenido de manganeso.
El acero con alto contenido de manganeso se compone principalmente de austenita y carburos como estructura de fundición. Debido a la presencia de carburos, su tenacidad no es fuerte, por lo que requiere un tratamiento de temple y revenido con agua. Después del tratamiento, se transformará en una estructura de austenita monofásica, que posee una tenacidad al impacto muy fuerte. Sin embargo, la dureza inicial del material sigue siendo relativamente baja y el límite elástico también es muy bajo. El acero con alto contenido de manganeso microaleado y aleado se basa principalmente en acero con alto contenido de manganeso normal, y se basa en microaleaciones y aleaciones para fortalecer aún más la matriz y refinar la estructura mientras mantiene una excelente tenacidad durante el proceso de mejora de la dureza inicial y el límite elástico del acero con alto contenido de manganeso.
Las cizallas de manganeso medio debilitan principalmente el contenido excesivo de carbono en el acero con alto contenido de manganeso de manera adecuada y reducen la cantidad de solución sólida de elementos de aleación en la estructura de austenita durante el tratamiento de enfriamiento con agua para debilitar la estabilidad de la estructura de austenita. En condiciones de tensión relativamente débiles, es fácil trabajarlo endurecido, mejorando su dureza superficial y optimizando su resistencia al desgaste. Después de completar el tratamiento de enfriamiento con agua, la estructura de austenita monofásica del acero con alto contenido de manganeso puede sufrir un endurecimiento significativo bajo tensión de colisión muy fuerte, fortaleciendo así significativamente la dureza de la superficie de todos los martillos trituradoras y optimizando la resistencia al desgaste.
Para los materiales de martillo trituradora, cuanto más fuerte sea la tensión de impacto que soportan, más prominentes serán sus efectos de mejora, lo que refleja una mejor resistencia al desgaste. Después de realizar pruebas mineras en materiales resistentes al desgaste de acero con alto contenido de manganeso, se descubrió que después del tratamiento de enfriamiento con agua, la dureza del acero con alto contenido de manganeso alcanzó 220 HBW. Cuando se utiliza en condiciones de trabajo de estrés relativamente fuerte, la dureza de su superficie puede aumentar a alrededor de 550 HBW después del endurecimiento por trabajo, lo que demuestra una excelente resistencia al desgaste. Sin embargo, en entornos con condiciones de tensión menos severas, el efecto de endurecimiento por trabajo de las cabezas de martillo de acero con alto contenido de manganeso se reducirá significativamente y la resistencia general al desgaste será relativamente débil, lo que dificultará demostrar completamente el rendimiento del material. Por lo tanto, la estabilidad de la estructura de austenita del acero con alto contenido de manganeso será relativamente más fuerte. Normalmente, en condiciones de tensión o deformación elevadas, puede demostrar excelentes efectos de endurecimiento por trabajo y una excelente resistencia al desgaste.
Existen algunas composiciones químicas estándar de martillos de acero al manganeso en el mercado chino:
Grado | Componente químico% | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
C | Si | Mn | Cr | S | P | |
Mn13 | 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: Permitido agregar microescala V, Ti, B, Re, etc. 2: Podemos producir otros martillos de acero al manganeso de alta calidad según los requisitos del cliente. |
Factores que afectan el desgaste del martillo trituradora
Efecto de la velocidad de rotación
Ajustar correctamente la velocidad de rotación alrededor del martillo trituradora puede lograr la mejor dirección de colisión. Si la velocidad es demasiado rápida, será difícil introducir el material en el rango radial del martillo trituradora y se producirán daños importantes en la parte superior. Cuando la velocidad es lenta, el material entrará entre el martillo triturador, causando daños notables a los lados y raíces del martillo triturador. La ubicación correcta del desgaste debe ser en algún punto tangente exterior donde la cabeza del martillo se extienda hacia afuera.
Influencia del ángulo entre los martillos trituradores sobre la superficie giratoria.
El tiempo que tarda el martillo triturador en girar del punto A al punto B, que es aproximadamente 60 grados, debe ser igual o cercano al tiempo que tarda el material en entrar entre los martillos trituradores. Esto asegura que la cabeza del martillo choque con el material con mayor frecuencia, evitando un desgaste anormal del martillo triturador. De lo contrario, el alcance y la gravedad del desgaste del martillo triturador se intensificarán aún más. Por ejemplo, la trituradora utilizada en la Planta de Cemento tiene una caída significativa (H = 2600 mm), con una velocidad de descenso rápida y una velocidad de rotación del rotor lenta (209 r/min). A medida que el cabezal del martillo se lleva al área de operación y se deja caer sobre el yunque, la eficiencia de colisión del cabezal del martillo con el material es muy lenta, lo que resulta en un desgaste significativo en los extremos laterales y de raíz del cabezal del martillo. Por otro lado, en la planta de cemento de Huaihai, donde se utiliza una trituradora importada, la caída total de material no es grande (H = 1900 mm) y la velocidad de rotación del rotor es de 447 r/min. Sin embargo, el material no puede ser entregado al área operativa del cabezal del martillo, lo que resulta en un desgaste notable en la parte superior del cabezal del martillo y una eficiencia operativa general deficiente.
Efecto del peso del martillo trituradora
La selección razonable del peso del martillo no solo afecta la eficiencia de trabajo y el rendimiento de producción de la trituradora, sino que también afecta significativamente el desgaste del cabezal del martillo de la máquina. El peso óptimo del martillo debe ser tal que pueda triturar eficientemente el material con un solo impacto, minimizando el trabajo innecesario, evitando que la cabeza del martillo se incline hacia atrás y evitando interferencias con golpes posteriores. El tamaño del martillo triturador depende directamente de la dureza del material triturado y de la energía necesaria para la trituración.
Método de fundición de martillo trituradora en el mercado chino.
Método de fundición integral
El método de fundición integral, o método de fundición de una sola pieza, implica fundir y fundir un material de martillo después de completar la fabricación del patrón. Después de una solidificación exitosa, la cabeza de martillo fundida, como acero con alto contenido de manganeso o materiales de cabeza de martillo de acero aleado, se puede utilizar en este método de fabricación. En el proceso de fabricación real, el método de fundición integral puede producir martillos trituradores mediante métodos como múltiples piezas en una caja o fundición en serie para acelerar toda la eficiencia de fabricación.
Método de fundición de compuestos bimetálicos.
Método de fundición compuesta líquido-líquido.
El método compuesto de líquido a líquido utiliza principalmente fundición integral para obtener el martillo triturador deseado. Se ponen en marcha y funcionan dos hornos de fusión simultáneamente para refinar dos materiales de aleación durante el proceso de fundición. Generalmente, toda la parte del mango del martillo adopta materiales de acero fundido o de aleación ZG270-500 o ZG310-570. Cuando la composición del acero cumple con los estándares pertinentes y la desoxidación es normal, se puede realizar el vertido del acero durante el proceso de fusión. Después de un tiempo, se vierte hierro fundido con alto contenido de cromo para llenar todo el cabezal del martillo y el sistema de compuerta correspondiente. Cuando se utiliza este método para obtener piezas fundidas excelentes, es necesario controlar firmemente la temperatura de vertido y el tiempo de espera una vez completado el vertido del acero. En concreto, después de verter el mango del martillo, esperar hasta que la superficie del acero del mango tenga una capa solidificada del espesor requerido antes de rellenarlo con hierro, procurando que no se mezcle con el acero previamente vertido. Cabe señalar que en la fundición compuesta de hierro fundido y acero con alto contenido de cromo, el primer paso suele consistir en verter acero en la zona del mango del martillo. Si el vertido del hierro se realiza directamente en el primer paso, será difícil lograr una excelente superficie de unión entre el acero y el hierro. Esto puede provocar atrapamiento de escoria, huecos y otros problemas dentro del rango de unión de estos dos materiales.
Método de fundición de compuestos sólido-líquido.
El método compuesto de sólido a líquido utiliza material de hierro fundido con alto contenido de cromo para la parte del cabezal del martillo. Al mismo tiempo, se selecciona acero estructural al carbono o acero aleado para la parte del mango del martillo. El primer paso es completar la fabricación de la parte del mango del martillo, seguido del procesamiento y tratamiento específico del área compuesta alrededor del mango del martillo para garantizar que la superficie de unión esté limpia, libre de impurezas, libre de oxidación y que la parte del mango del martillo. a componer se transforma en una sección transversal variable o irregular mediante fundición o mecanizado para mejorar el rendimiento de resistencia a la fusión de toda la superficie compuesta y evitar el desprendimiento durante el uso del cabezal de martillo. Durante el proceso de fundición, el primer paso es colocar el mango del martillo procesado o tratado en el molde de arena y luego verter hierro fundido con alto contenido de cromo en la parte de la cabeza del martillo. Para garantizar una mejor fusión de la superficie compuesta, la parte del mango del martillo normalmente necesita someterse a un tratamiento de precalentamiento antes del vertido formal. Esto se puede lograr mediante precalentamiento por calentamiento o precalentamiento por inducción dentro del molde. Este método compuesto sólido-líquido implica el uso de acero con alto contenido de manganeso para fundir todo el cabezal del martillo, con la adición de una aleación dura o bloques de hierro fundido con alto contenido de cromo en el extremo del martillo donde golpea el material, mejorando así la vida útil de todo el martillo. cabeza de martillo.
Método de aleación resistente al desgaste SHS
En términos simples, el método de síntesis autopropagante a alta temperatura (SHS) sintetiza materiales mediante un fuerte calor de reacción química y la autoconducción entre reactivos. Una vez que los reactivos se encienden, se propagan automáticamente en la dirección en la que no hay reacción hasta que todos reaccionan por completo, lo cual es uno de los nuevos medios tecnológicos para producir materiales de alta dureza y resistentes al desgaste. Este método tiene muchas características, como reacción rápida, reacción integral y alta eficiencia energética. En el proceso de fundición, este método se aplica razonablemente para sintetizar compuestos de alta dureza en áreas donde se requiere resistencia al desgaste para cumplir con los requisitos de resistencia al desgaste. En la síntesis autopropagante de CrB2, se pueden utilizar B o Cr elementales como materias primas, y sus óxidos también se pueden utilizar como materias primas. Al basarse en la mezcla de polvo y el prensado en formas específicas, estos polvos se agregan a las áreas resistentes al desgaste durante la fundición. Utilizando el calor generado al verter el metal fundido, estos polvos pueden sufrir una reacción de autopropagación, sintetizando así compuestos con fuerte dureza en las áreas que requieren resistencia al desgaste, mejorando así el rendimiento de resistencia al desgaste de todo el martillo triturador.
Método de superficie de aleación resistente al desgaste
La soldadura por superposición con aleaciones resistentes al desgaste implica el uso de materiales de aleaciones duras para fortalecer la dureza de áreas específicas de un único cabezal de martillo de material de alta tenacidad, mejorando así la resistencia al desgaste de todo el material. Este método se utiliza principalmente para reparar cabezas de martillos de acero aleado y otros componentes. Por ejemplo, optimizar las varillas de soldadura D618 para soldadura por superposición alrededor de cabezales de martillo ZG35SiMn puede extender significativamente su vida útil. La soldadura por superposición utiliza elementos de aleación como el cromo en la varilla de soldadura para producir una matriz martensítica, un compuesto y otras estructuras con alto contenido de carbono y alta dureza, logrando resistencia al desgaste. En el proceso de reparación de cabezales de martillo de acero con alto contenido de manganeso, se puede seleccionar el método "metal base + capa de transición intermedia + capa resistente al desgaste", que se alinea con la soldadura por superposición. En el proceso de soldadura por superposición, se utilizan materiales como H1Cr21Nil0Mn6 para construir la capa intermedia, mientras que varillas de soldadura D227 se utilizan para construir la capa resistente al desgaste, asegurando una perfecta integración entre el metal base, la capa intermedia y la capa resistente al desgaste, aumentando así la vida útil del martillo reparado en 2-3 veces.
Método de infiltración de yeso
El método de infiltración también puede mejorar la resistencia al desgaste de todos los martillos trituradores. Es un método de metalurgia de superficies que se utiliza para fabricar martillos de acero aleado. Durante el proceso de fundición, se aplican polvos de aleación de hierro con alto contenido de carbono, cromo y vanadio a la capa exterior de la fundición y luego se vierte el acero fundido sobre ella. En la etapa de solidificación del martillo, el calor se utiliza por completo para fundir el polvo de aleación de hierro en la superficie, que luego se fusiona firmemente con el metal base, formando una capa de aleación en la superficie de la pieza fundida con el espesor requerido. Esta capa contiene diversos compuestos de aleaciones que mejoran la dureza del material y optimizan su resistencia al desgaste. Este método se completa en un solo paso durante la solidificación, lo que demuestra una ventaja significativa en términos de simplicidad en comparación con otros métodos. Sin embargo, también tiene una desventaja: el espesor de la capa metalúrgica superficial puede verse afectado por la solidificación, lo que da como resultado que la capa compuesta final no alcance la profundidad deseada.
Resumir
En general, la selección de martillos trituradores debe basarse en el tipo de materiales triturados y las condiciones del equipo para elegir los materiales de fundición adecuados. Se debe seleccionar acero con alto contenido de manganeso o acero con contenido ultra alto de manganeso como materiales de cabeza de martillo tanto como sea posible para materiales con tamaños de partículas grandes o alta dureza. Cuando la tensión de trabajo del cabeza de martillo es relativamente débil, o el tamaño de las partículas del material triturado es pequeño, se deben utilizar cabezas de martillo compuestas o de fundición integral de acero aleado hechas de acero al carbono y hierro fundido con alto contenido de cromo para fortalecer la vida útil del cabeza de martillo. . Los métodos de fundición compuesta para producir cabezas de martillo pueden mejorar eficazmente la vida útil de toda la cabeza de martillo. En la fabricación, se pueden seleccionar cabezales de martillo compuestos líquido-líquido o sólido-líquido según las condiciones de fabricación. Para la parte del mango, se puede elegir acero al carbono o de baja aleación para la producción, mientras que para la parte trituradora se deben utilizar materiales de hierro fundido con alto contenido de cromo. Los métodos de fundición compuesta pueden considerarse una forma importante de mejorar la vida útil de los martillos trituradoras. En la fundición con martillo, se pueden elegir técnicas como la fundición en caja de varias piezas o la fundición en cuerda para acelerar todo el proceso de fabricación. Además, se deben adoptar procesos de tratamiento térmico adecuados para las cabezas de los martillos para mejorar completamente la resistencia al desgaste de los materiales.