Matala seosterästä valmistettu kuulamyllyvuorauslaite
Kuulamyllyvuorauslaitteen päätehtävä on suojata myllyä ja käyttää vuorauksen kuperaa huippua pallon pelaamiseen materiaalin jauhamiseen ja murskaamiseen. Siksi päällysteen päävikatapa on hankaava kuluminen pienen energian toistuvan vaikutuksen alaisena. Hankaavan kulutuksen olosuhteissa kulumiskestävyys vaikuttaa suoraan osien käyttöikään, joten myös kulutuskestävyyttä koskeva tutkimus on tärkeä tekninen ongelma. Tämä projekti on esitetty vuorauksen vikaantumisesta hankaavissa kulumisolosuhteissa, ja tarkoituksena on parantaa heikosti seostetun teräksen kulutusta kestävän materiaalin kattavaa suorituskykyä tässä olosuhteessa.
Alhainen metalliseos Pallomyllyvuorauslaitteet Materiaali analysointi
Kulumista kestävät matalaseosteiset teräsmateriaalit sisältävät yleensä seosaineita, kuten piitä, mangaania, kromia, molybdeenia, nikkeliä jne. Näiden seosaineiden voimakas vaikutus matriisirakenteeseen ja materiaalin kovettuvuus voidaan tuoda täyteen peliin, mikä voi tehdä materiaalista parempi kulutuskestävyys.
Hiili: Hiili on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa valuteräksen lujuuteen, kovuuteen, sitkeyteen, kovettuvuuteen ja kulutuskestävyyteen. Jos hiilipitoisuus on liian korkea, lämpökäsittelyn jälkeen muodostuneen hiilipitoisen martensiitin kovuus on korkea, mutta sitkeys on vähäistä ja halkeamia on helppo muodostaa lämpökäsittelyn aikana; jos hiilipitoisuus on liian pieni, valun kovettuvuus ja kovuus ovat heikot ja kulutuskestävyys heikko. Kun otetaan huomioon kovuuden ja sitkeyden yhdistelmä, tässä materiaalissa hyväksyttiin kaksi erilaista hiilipitoisuutta (massaosuus, sama alla), joka oli vastaavasti 0.30% - 0.35% ja 0.40% - 0.45%. Tutkittiin kahden hiilipitoisuuden vaikutuksia vähän seosteräksen mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Kromi: Kromi on yksi kulutusta kestävien materiaalien peruselementeistä. Sen päätehtävä on parantaa teräksen kovettuvuutta, vahvistaa matriisia liuoksella, parantaa teräksen hapettumiskestävyyttä ja lisätä sen korroosionkestävyyttä. Kromi ja rauta muodostavat jatkuvan kiinteän liuoksen ja muodostavat erilaisia yhdisteitä hiilen kanssa. Kromikompleksikarbidilla on merkittävä vaikutus teräksen ominaisuuksiin, erityisesti kulutuskestävyyden parantamiseen. Cr ja Fe muodostavat metallien välisen yhdisteen FeCr. Kromi voi lisätä merkittävästi teräksen kovettuvuutta, mutta sillä on taipumus lisätä myös teräksen karkaisuherkkyyttä. Kromi parantaa teräksen lämpötilan haurautta ja vähentää teräksen martensiittipisteen ms. Kun kromia lisätään puhtaaseen rautaan ja teräkseen, lujuutta ja kovuutta voidaan parantaa tietyllä kromipitoisuudella. Kun otetaan huomioon kromin vaikutus mikrorakenteeseen ja teräksen ominaisuuksiin, kromipitoisuus on 1.0% - 1.4%. Kromin vaikutus teräksen mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin havaitaan kokeilla.
Nikkeli: Nikkeli ja hiili eivät muodosta karbideja. Ne ovat tärkeimmät seosaineet austeniitin muodostamiseksi ja stabiloimiseksi. Tässä suhteessa rooli on toiseksi ainoa hiili ja typpi. Nikkeliä ja rautaa on teräksen α- ja γ-faasissa keskinäisen liukoisuuden muodossa, mikä saa ne vahvistumaan. Tarkentamalla a-faasin raekokoa, matalan lämpötilan ominaisuuksia, erityisesti teräksen sitkeyttä, parannetaan. Nikkeli voi parantaa teräksen kovettuvuutta vähentämällä kriittistä muunnoslämpötilaa ja elementtien diffuusionopeutta teräksessä. Joitakin teräksen ja seoksen fysikaalisia ominaisuuksia voidaan parantaa merkittävästi, kun nikkelipitoisuus on korkea. Nikkelin vaikutus teräksen sitkeyteen, plastisuuteen ja muihin prosessiominaisuuksiin on pienempi kuin muiden seoselementtien. Lisäksi, koska nikkeli on harvinainen elementti ja tärkeä strateginen materiaali, nikkelipitoisuudeksi asetetaan 0.4% yllä olevien tekijöiden perusteella.
Molybdeeni: Molybdeeni kuuluu suljetun y-faasin alueen elementtiin. Molybdeenia on kiinteässä liuosfaasissa ja karbidifaasissa teräs. Karbidivaiheessa, kun Mo-pitoisuus on pieni, se muodostaa komposiitti-sementiitin raudan ja hiilen kanssa; kun sisältö on korkea, se muodostaa oman erikoiskarbidin. Molybdeenin vaikutukset teräksessä voidaan tiivistää parantavan kovettuvuutta, parantamalla lämpölujuutta, estämällä lämpötilan haurautta, lisäämällä remanenssia ja koeritiivisuutta, parantamalla seoksen korroosionkestävyyttä joissakin väliaineissa ja estämällä pisteiden korroosion taipumusta. Molybdeenillä on kiinteä liuosta vahvistava vaikutus ferriittiin ja parantaa karbidien vakautta, joten sillä on suotuisa vaikutus teräksen lujuuteen. Molybdeenin vaikutus teräksen temperoitumiseen on melko monimutkainen. Yksittäisenä seoselementtinä Mo lisää teräksen luonteen haurautta, mutta kun se esiintyy samanaikaisesti muiden alkuaineiden, kuten kromin ja mangaanin, kanssa, molybdeeni vähentää tai vähentää muiden alkuaineiden aiheuttamaa haurauden haurautta. Koska erilaisella molybdeenipitoisuudella voi olla erilaiset vaikutukset teräksen ominaisuuksiin, päätimme valita kokeessa molybdeenipitoisuudeksi 0.25% - 0.35% ja 0.45% - 0.60%.
Mangaani: Mangaani on hyvä deoksidointiaine ja rikinpoisto. Mangaani ja rauta muodostavat kiinteän liuoksen, joka parantaa teräksen ferriitin ja austeniitin kovuutta ja lujuutta; samaan aikaan se on karbidia muodostava elementti, joka tulee sementtiin korvaamaan joitain rautatomeja. Mangaani voi jalostaa perliittiä ja parantaa perliittiteräksen lujuutta epäsuorasti vähentämällä kriittistä muutoslämpötilaa. Mangaani voi myös vähentää merkittävästi AR1-lämpötilaa ja teräksen hajoamisnopeutta austeniitissa. Mangaanilla on merkittävä vaikutus matalapitoisten ja keskihiilisten Pearlite-terästen lujuuden parantamiseen. Seosaineena mangaanilla on kuitenkin haittansa. Kun Mn-pitoisuus on suurempi, teräksen raekoko pyrkii karkeutumaan ja lämpötilan haurauden herkkyys lisääntyy. Teräksen valkoisia täpliä on helppo tuottaa väärän jäähdytyksen vuoksi sulatuksen, valamisen ja taontaen jälkeen. Ottaen huomioon mangaanin vaikutukset teräksen mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin, mangaanipitoisuus on 1.1% - 1.4%.
Silicon: Pii on yksi teräksen yleisimmistä elementeistä. Seosaineena piin pitoisuuden teräksessä ei tulisi olla alle 0.40%. Piini ei muodosta karbidia teräksessä, mutta sitä on ferriitissä tai austeniitissa kiinteän liuoksen muodossa. Se parantaa teräksen kiinteän liuoksen lujuutta, ja sen kylmämuovautumisen kovettumisnopeus on erittäin vahva, toiseksi vain fosforin jälkeen, mutta vähentää myös teräksen sitkeyttä ja plastisuutta. Jos piipitoisuus on yli 3%, teräksen plastisuus, sitkeys ja sitkeys vähenevät merkittävästi. Pii voi parantaa teräksen elastisuusrajaa, myötörajaa, myötösuhdetta, väsymislujuutta ja väsymissuhdetta. Pii voi nostaa teräksen hehkutus-, normalisointi- ja sammutuslämpötiloja, vähentää ferriitin hiilen diffuusionopeutta ja lisätä teräksen karkaisuostabiilisuutta. Kun otetaan huomioon piin vaikutukset teräksen ominaisuuksiin ja mikrorakenteeseen, piin pitoisuusalue on 1.1% - 1.4%.
Harvinainen maa: Teräksessä on kaksi harvinaisten maametallien päätehtävää, toinen on puhdistus ja toinen seosaine. Re voi parantaa valettua mikrorakennetta, tarkentaa raekokoa, puhdistaa sulaa terästä, muokata ei-metallisia sulkeumia, parantaa niiden morfologiaa ja jakautumista sekä olla tärkeä rooli mikroseostuksessa. Paranna sitkeyttä ja valuominaisuuksia (kuumahalkeamiskestävyys ja juoksevuus), paranna lujuutta. Menetelmän ja määrän lisäämisen epävarmuuden vuoksi, jos harvinaisten maametallien pitoisuus on liian suuri, sillä voi kuitenkin olla haitallinen vaikutus teräksen ominaisuuksiin. Siksi tämän materiaalin harvinaisten maametallien pitoisuudeksi määritetään 0.04-0.06%.
boori: Boorin erinomainen tehtävä teräs on, että teräksen kovettuvuutta voidaan lisätä pienellä määrällä booria (0.001%). Kun booripitoisuus on yli 0.007%, se johtaa teräksen kuumaan haurastumiseen. Siksi booripitoisuudeksi tässä materiaalissa määritetään 0.003%.
Koemateriaalien pääelementit valittiin yllä olevan analyysin mukaisesti. Näytteiden # 1 ja 2 hiilipitoisuus on 0.30% - 0.35% ja molybdeenipitoisuus on 0.25% - 0.35%; näytteiden # 3 ja # 4 hiilipitoisuus on 0.40% - 0.45% ja molybdeenipitoisuus on 0.45% - 0.60%.
Matalaseosteisesta teräksestä valmistetut kuulamyllyvuorauslaitteet
Tässä kokeessa sulatukseen käytetään 50 kW: n keskitaajuista induktiouunia. Uunipanoksen hapettumisen vähentämiseksi sulan metallin sekoittamista tulisi välttää mahdollisuuksien mukaan. Sulatuksen myöhemmässä vaiheessa ruokintalohkon ei tulisi olla liian suuri ja se tulisi kuivata tiettyyn lämpötilaan roiskumisen estämiseksi uunin suuhun. Syöttösekvenssi on romuteräs, harkkorauta → nikkelilevy, ferrokromi, ferromolybdeeni → ferrosilika, ferromangaani → harvinaisten maametallien ferropii ja lopuksi alumiinin lisääminen hapettamiseksi.
Sen jälkeen kun seosta oli sekoitettu 2-3 minuuttia, muovihiekkaa sekoitettiin veden ja lasin kanssa 4-6 minuutin ajan. Kun muotti on valmistettu, muotti kovetetaan puhaltamalla hiilidioksidia (puhalluspaine on 0.15-0.25 MPa, puhallusaika 1-2 minuuttia). Ennen kaatamista hiekkamuotti ja seos esikuumennetaan uunissa ja pidetään kuivina. Esilämmityslämpötila on noin 100 ℃.
Alhaisen seoksen teräspallomyllyvuojien lämpökäsittely
Valumateriaalien ominaisuudet on lämpökäsiteltävä asianmukaisesti. Todellisessa työolosuhteissa tulisi saada martensiittirakenne, jolla on korkea kovuus, korkea lujuus ja hyvä sitkeys, ja sammutuksen ja karkaisun lämpökäsittelyprosessi on hyväksytty. Matalaseosteisen kulutusta kestävän teräksen alijäähdytetty austeniitti on suhteellisen vakaa ja öljyn jäähdytysnopeus matalalämpötila-alueella on paljon pienempi kuin veden, joten öljy on sopivin sammutusaine. Karkaisun tarkoituksena on vähentää tai poistaa karkaisun aiheuttama jäännösjännitys, parantaa materiaalin plastisuutta ja sitkeyttä, vähentää sen haurautta ja saada sopiva yhdistelmä plastisuutta, sitkeyttä ja kovuutta. Siksi sammutuslämpötilat 850, 880, 910 ja 930 ℃ valitaan 1 tunniksi. Karkaisulämpötila on 200, 230, 260 ja 290 ℃, ja pitoaika on 2 h.
Alhaisen seoksen teräspallomyllylinerien suorituskyvyn testaus
Näytteiden kovuus mitattiin hr-150 Rockwell-kovuustestillä, ja mikrorakenne havaittiin Olympus BH-2 -metallografisella mikroskoopilla.
Taulukko 1 valettujen näytteiden kovuus (HRC) | ||||
Näyte | Ensimmäinen kohta | Toinen kohta | Kolmas kohta | Keskim. |
#1 | 31 | 36 | 35 | 34 |
#2 | 31 | 35.5 | 37 | 34.5 |
#3 | 38 | 39 | 40 | 39 |
#4 | 39 | 38.5 | 41 | 39.5 |
Taulukosta 1 voidaan nähdä, että näytteiden # 1 ja # 2 kovuusarvot ovat melkein samat, mutta hiilipitoisuuden kasvaessa näytteiden # 3 ja # 4 kovuus kasvaa ilmeisesti.
Kuviosta 1 voidaan nähdä, että jokaisella sammutuslämpötilakäyrällä, karkaisulämpötilan noustessa, näytteen 1 kovuusarvo osoittaa periaatteessa laskusuuntausta, mutta laskualue ei ole kovin suuri ja laskusuunta on suhteellisen lempeä; törmäyslujuuskäyrällä, kun sammutuslämpötila nousee, arvo pienenee, mutta karkaisulämpötilan noustessa sen arvo kasvaa. Karkaisulämpötilan noustessa hiilipitoisuus, seosaineiden pitoisuus, sijoittelutiheys ja ystävyysmäärä vähenevät martensiittimatriisissa, joten myös vahvistuksen määrä pienenee, joten kovuus vähenee. Karkaisulämpötilan noustessa matriisin uudelleenkiteytys ja kovametallipiste karkenevat ja palloutuvat. Koska karbidipalloidisaatio vähentää siirtymäliuskan etäisyyttä ja lyhentää liukumatkaa, dislokaatio ei voi leikata niitä, joten sitkeys osoittaa nousevaa suuntausta.
Kuvasta 2 voidaan nähdä, että näytteiden # 1 ja # 3 mikrorakenne on helmiäinen。
Kuvassa 3 esitetään näytteen metallografinen rakenne sammutuksen jälkeen lämpötilassa 910 ºC ja karkaisu 230 ºC: ssa. Voidaan nähdä, että kahden tyyppisten näytteiden mikrorakenne ja matriisi ovat lattimartensiittia. Näytteen mikrorakenne on tasainen ja raekoko on hieno.
Taulukko 2 Lämpökäsittelyn jälkeisen kokeen tulokset | |||||
Näyte | Ensinnäkin laihtua paino / g | Laihtua w / g | Keskim. Laihtua w / g | Kovuus (HRC) | Kulutuskestävyys |
#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 |
Taulukosta 2 voidaan nähdä, että kovuuden lisääntyessä # 1 - # 4 näytteiden kulutuskestävyys kasvaa vuorostaan. Siksi voidaan päätellä, että materiaalien kulumishäviö liittyy suoraan materiaalien kovuuteen. Mitä korkeampi kovuus on, sitä pienempi painonpudotus on, sitä parempi materiaalien kulutuskestävyys on. Lisäksi matriisissa olevat dispergoidut karbidit vaikuttavat myös materiaalien kulutuskestävyyteen, mutta vaikutus on pienempi kuin kovuuden johtuen muutamasta saostetusta karbidista.
tulokset
- Tässä paperissa tutkituilla vähän seosterästä valmistetuilla kuulamyllyvuorilla on korkea kovettuvuus ja korkea karkaisun vakaus.
- Karkaisun jälkeen 850-930 ℃ ja karkaisu 200-290 ℃, saadaan hienokarkaistu lattiamartsiitti, joka tekee teräksestä erittäin lujan, kovan ja kulutusta kestävän.
- Mitä korkeampi kovuus, sitä pienempi painonpudotus, sitä parempi kulutuskestävyys.
Tietoja kirjoittajasta:
China Mill -vuorien valmistaja, Qiming Machinery on johtava mineraalien jalostus- ja louhintateollisuuden myllyvuorien suunnittelu, valmistus ja toimitus. Se tarjoaa asiakkailleen täydelliset kulutusvuoriratkaisut tehtaille, jotka lisäävät suorituskykyä, laitteiden saatavuutta ja alentavat ylläpitokustannuksia. Sen myllyvuoraukset testataan myös kestämään jauhatusprosessissa mahdollisesti olevien elementtien happamuus. Pidempi koneen jyrsinikä tarkoittaa vähemmän kuluja ja enemmän voittoa tai tuloja yrityksellesi.