Investigación y aplicación del martillo de acero al manganeso de 90 kg

A lo largo de los años, en los materiales de construcción, la metalurgia, la minería, la industria energética, los martillos trituradores de martillos grandes están hechos de ordinario acero con alto contenido de manganeso, el peso del martillo es inferior a 70 kg. En uso, tiene una baja resistencia al desgaste y es fácil de romper, lo que ocasiona accidentes con daños al equipo de vez en cuando. Con el rápido desarrollo de la industria moderna de China, se han lanzado una tras otra líneas de producción de cemento con una producción diaria de 2000-4000 toneladas. A finales de la década de 1980, China importó sucesivamente grandes trituradoras de martillos de Alemania, Dinamarca y otros países. Los martillos con una capacidad de soporte de más de 90 kg deben importarse del extranjero debido a la falta de experiencia de producción exitosa en China.

Trituradora de martillos grande equipada con más de 90 kg de peso de martillo, fuerza de impacto cíclico de alta velocidad, las condiciones de trabajo son muy malas y el acero ordinario con alto contenido de manganeso no puede proporcionar ninguna fractura y buena resistencia al desgaste. En este caso, investigamos los martillos importados de Alemania y Dinamarca por Jidong, Zhujiang y otras plantas de cemento, y combinados con las características de los recursos de China, desarrollamos un martillo de acero de manganeso súper alto de grado 90 kg.

Diseño de composición química de martillo de acero al manganeso

Con base en las condiciones de trabajo del martillo de acero al manganeso de 90 kg, el martillo debe tener una alta tenacidad al impacto, buena resistencia al desgaste y resistencia a la fractura. Al mismo tiempo, de acuerdo con su propio peso y gran espesor de sección, se realiza el siguiente diseño de composición.

• Carbono (C): el carbono es el elemento dominante en el acero que afecta a varias propiedades. Para que el acero tenga alta resistencia, dureza, buena resistencia al desgaste y suficiente tenacidad para garantizar que no se fracture durante el uso, w (c) = 0.95% ～ 1.25%.
• Manganeso (Mn): una mayor proporción de carbono manganeso es para obtener una estructura de austenita después del tratamiento de endurecimiento con agua. Cuando el manganeso se incrementa continuamente sobre la base de W (MN) = 13%, aunque la resistencia y tenacidad del acero no mejoran mucho, se puede reducir la precipitación de carburos en la estructura de sección gruesa y grande, que tiene una gran efecto sobre la mejora de la tenacidad. Por lo tanto, al agregar la cantidad adecuada de cromo al acero al mismo tiempo, el aumento del contenido de manganeso también puede reducir el efecto nocivo del cromo al promover la precipitación de carburo en un estado fundido. Por lo tanto, el contenido de manganeso en el acero aumenta al 17% ± 20%.
• Silicio (Si): El silicio es un contenido convencional, que tiene un efecto de fortalecimiento de solución sólida significativo. Agregar 0.40% ～ 0.80% de silicio es desoxidar y mejorar el rendimiento del proceso de fundición. Si el contenido de silicio aumenta aún más, la tenacidad del acero se deteriorará.
• Cromo (Cr): agregar 2.0% ～ 3.0% de cromo es para mejorar el límite elástico y la resistencia al desgaste del acero. Si el contenido de cromo es demasiado alto, la tenacidad del acero se reducirá y las propiedades se deteriorarán.
• Molibdeno (Mo): la existencia de una pequeña cantidad de carburo en el acero es beneficiosa para mejorar la resistencia al desgaste y el límite elástico. El propósito de agregar 0.20% ～ 0.50% de molibdeno es mejorar la distribución y morfología del carburo en el acero y mejorar la microestructura y propiedades del acero.
• Fósforo y azufre (P, S): elementos nocivos en el acero, reducen las propiedades mecánicas de los materiales, aumentan la tendencia al agrietamiento de las piezas fundidas en la fundición y el tratamiento térmico, y causan un gran daño al acero. Por lo tanto, w (P) ≤ 0.07%, w (s) ≤ 0.05% deben controlarse estrictamente.

Entonces, la composición química de estos martillos es la siguiente:

• C 0.95% ～ 1.25%
• Mn 17% ～ 20%
• Cr 2% ～ 3%
• Mo 0.2% ～ 0.5%
• Si 0.4% ～ 0.8%
• P ≤ 0.07%
• S ≤ 0.05%

Efecto del proceso de tratamiento térmico sobre las propiedades mecánicas y la microestructura.

Hicimos tres grupos de muestras experimentales para tres temperaturas diferentes de tratamiento térmico para comparar:

• El martillo de carburo de acero al manganeso después del tratamiento de endurecimiento con agua a 1050 ℃ se disuelve menos en austenita, lo que da como resultado una alta dureza, una tenacidad de bajo impacto y una resistencia a la tracción, lo que hará que el martillo se fracture debido a una tenacidad insuficiente y baja resistencia
• Después del tratamiento de endurecimiento por agua de 1150 ℃, la cantidad de carburos disueltos en austenita se debe más a la alta temperatura de enfriamiento, lo que da como resultado una baja dureza, lo que reducirá la resistencia al desgaste y acortará la vida útil;
• La resistencia y la tenacidad al impacto del acero al manganeso tratado a 1100 ℃ son mejores que las de los otros dos grupos, con mayor dureza y microestructura ideal. La distribución razonable de carburos en la matriz de austenita es beneficiosa para mejorar la resistencia al desgaste del material. Al mismo tiempo, puede mantener una buena resistencia y tenacidad y tiene buenas propiedades mecánicas completas. Puede garantizar que el martillo funcione de forma segura en malas condiciones de trabajo.

Basándonos en los resultados de la prueba, elegimos el 1100 ℃ realizar un tratamiento de endurecimiento del agua

Puntos clave del control del proceso de producción para martillos de acero al manganeso

Los martillos de más de 90 kg deben ser seguros y fiables en su uso y tener una buena resistencia al desgaste, por lo que el proceso de producción debe estar estrictamente controlado.

Eperlano

Este material es adecuado para hornos de arco eléctrico y fundición en hornos de inducción de frecuencia media, la composición química debe controlarse estrictamente, especialmente el contenido de P no debe exceder el estándar. La chatarra debe estar limpia y libre de óxido. La carga del horno y la aleación deben hornearse por encima de 400 en la etapa posterior. La prueba de flexión en frío debe realizarse antes de roscar. La temperatura de roscado debe controlarse estrictamente a 1 ~ 460 ℃.

Casting

El proceso de fundición es de vertido vertical y la superficie del molde se recubre con una capa de óxido de magnesio de secado rápido a base de alcohol. Para refinar el grano y mejorar la calidad de la superficie, la temperatura de vertido debe controlarse estrictamente entre 1 ℃ y 430 ℃.

Tratamiento térmico

El tratamiento térmico es la garantía para obtener el mejor rendimiento del material, y la producción debe realizarse en estricta conformidad con el proceso (ver Figura 1).

Figura 1. Tratamiento térmico con martillo de acero al manganeso de 90 kg

Cuentas de cheques

El martillo de acero al manganeso no deberá presentar defectos de fundición que afecten su desempeño, como cavidad de contracción, porosidad de contracción, grietas internas y externas, etc. La inspección ultrasónica debe realizarse una a una antes de salir de fábrica.

Martillo de acero al manganeso de Qiming Casting®

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