Pourquoi utiliser des inserts TIC marteau au manganèse?

Le marteau broyeur est principalement composé de acier au manganèse élevé, qui est une sorte de matériau anti-usure avec une longue histoire. Au cours des 10 dernières années, des scientifiques nationaux et étrangers ont étudié l'acier à haute teneur en manganèse sous de nombreux aspects afin d'améliorer encore sa résistance à l'usure:

1. Certaines fonderies ajoutent du Mo, du Ni et d'autres éléments rares pour améliorer la résistance à l'usure;
2. Certaines fonderies ajoutent un élément Cr pour augmenter la dureté du marteau;
3. Certaines fonderies modifient le rapport du manganèse au carbone pour améliorer la résistance à l'usure;
4. Certaines usines améliorent les performances de service de l'acier à haute teneur en manganèse par un traitement de durcissement avant surface et en améliorant les processus de fusion, de coulée et de traitement thermique.

Les recherches de ces chercheurs ont obtenu certains résultats en améliorant la résistance à l'usure de l'acier à haute teneur en manganèse, mais pour certaines conditions avec une force d'impact élevée et des pièces plus grandes, telles que certains gros marteaux broyeurs, il n'est toujours pas idéal d'utiliser de l'acier à haute teneur en manganèse.

Afin de résoudre ce problème, Qiming Casting utilise des tiges TIC inserts corps en manganèse pour augmenter la durée de vie.

TIC insère des méthodes expérimentales de marteau au manganèse

Pour ce nouveau matériau, nous choisissons l'acier au manganèse comme matériau de matrice. La composition chimique comme suit:

• C 1.1-1.2%
• Mn 12.5-13.2%
• Si 0.5-0.6%
• P 0.04-0.05%
• S 0.009-0.02%

Pour les tiges TIC, nous choisissons un parallélépipède de 20 mm * 20 mm * 40 mm:

Cuboïdes TIC

Nous utilisons la méthode de moulage au sable pour couler un échantillon de produit de 120 mm * 120 mm * 120 mm. Les échantillons ont été traités thermiquement dans un four à résistance de type caisson avec un traitement de trempe à l'eau à 1050 ℃. L'interface a été observée à l'œil nu, puis la microstructure, la structure et la distribution des éléments près de l'interface ont été analysées par microscope optique et micro-analyse par sonde électronique (JCXA-733).

Résultats expérimentaux et discussion

Après usinage, la surface de l'échantillon a été observée à l'œil nu. Il a été constaté qu'il n'y avait pas d'espace à la jonction de l'acier à haute teneur en manganèse et du cuboïde TIC à l'exception des couleurs différentes (l'acier à haute teneur en manganèse était blanc, le cuboïde IC était noir), ce qui indiquait que les deux matériaux étaient bien combinés.

La dureté du cuboïde TIC avant la coulée est HRC 59-61. Après la coulée avec de l'acier à haute teneur en manganèse et un traitement de trempe à l'eau, la dureté de la surface de l'échantillon est testée. Les résultats montrent que la dureté de la région médiane du cuboïde TIC reste inchangée (HRC60), mais la dureté de la région près du carbure cémenté et de l'acier à haute teneur en manganèse diminue à hrc58.De plus, la dureté de l'acier à haute teneur en manganèse près du cuboïde TIC ( HRC: 30-60) est beaucoup plus élevée que celle éloignée du cuboïde TIC (HRC: 22-24), ce qui indique qu'il existe une zone de transition entre la dureté des deux matériaux à la jonction de l'acier à haute teneur en manganèse et du cuboïde TIC , qui est due à la pénétration mutuelle de l'acier à haute teneur en manganèse et du cuboïde TIC.

Afin de mieux vérifier l'état de collage de l'interface entre les deux matériaux, les échantillons métallographiques ont été découpés au niveau du joint coulé, et la microstructure proche de l'interface a été analysée par sonde électronique après polissage. La photographie MEB du joint est montrée sur la figure 3. On peut voir sur la photo que la matrice de carbure cémenté est bien combinée avec de l'acier à haute teneur en manganèse, mais le joint n'est pas vu, c'est-à-dire l'acier à haute teneur en manganèse et cimenté les matrices de carbure sont fusionnées en une seule. Sur un côté de l'acier à haute teneur en manganèse, on peut voir la zone avec des particules de TiC peu distribuées. C'est-à-dire que la phase dure tic dans le carbure cémenté dérive partiellement d'un côté du carbure cémenté vers l'autre côté de l'acier à haute teneur en manganèse. En effet, l'acier à haute teneur en manganèse fait fondre la matrice de surface du carbure cémenté au cours du processus de coulée, ce qui fait que la phase dure tic sur la surface dérive vers l'acier à haute teneur en manganèse. Après refroidissement et solidification, ces particules de TiC sont fixées au hasard dans l'acier à haute teneur en manganèse.

Fig.3 Image SEM à la liaison de deux matériaux

Afin de mieux expliquer la condition de collage de l'interface des deux matériaux, la répartition de l'élément Ti dans un champ de vision est faite au niveau du joint. La figure 3 montre la distribution de surface de l'image SEM et des éléments Ti dans le même champ de vision. On peut voir sur la figure 4 que les images radiographiques caractéristiques des éléments Ti sont enrichies du côté carbure cémenté, et les images radiographiques caractéristiques des éléments Ti se retrouvent également près de la zone d'interface du côté de l'acier à haute teneur en manganèse. Il est montré que des éléments Ti existent du côté de l'acier à haute teneur en manganèse 1, ce qui est dû à la combinaison métallurgique de deux matériaux pendant la coulée, et le tic dans le carbure cémenté dérive vers le côté de l'acier à haute teneur en manganèse, et pendant le traitement thermique, le L'élément Ti en tic diffuse sur l'acier à haute teneur en manganèse. On peut voir que les particules de TiC sont très fermement combinées avec de l'acier à haute teneur en manganèse.

Les résultats expérimentaux montrent que la combinaison du cuboïde TIC et de l'acier à haute teneur en manganèse est métallurgique. Il existe une zone de transition à l'interface des deux types de matériaux, quelle que soit leur dureté, ou dans la distribution de la microstructure, de la structure et des éléments, ce qui rend le carbure cémenté coulé fermement dans l'acier à haute teneur en manganèse. Dans le processus d'utilisation, le carbure cémenté de haute dureté joue un rôle dans la résistance à l'usure du matériau, améliorant ainsi considérablement la durée de vie du matériau.

Fig.4 Image SEM à la liaison de deux matériaux et distribution de Ti

TIC insère l'utilisation d'un marteau au manganèse

Afin d'étudier les performances de service de l'acier moulé à haute teneur en manganèse incrusté, plusieurs carbures cémentés cylindriques ont été incrustés sur la surface facilement usée du marteau (comme le montre la figure 5, masse 120 kg). Avant la coulée, le carbure cémenté (～ 25 mm × 40 mm) doit être poli avec une toile émeri, un clou en fer doit être soudé à une extrémité de chaque carbure cémenté et l'autre extrémité du clou en fer doit être insérée dans le moule en sable , de manière à fixer le carbure cémenté dans la cavité du moule. Après coulage, le carbure cémenté est incrusté dans de l'acier à haute teneur en manganèse.

La tête de marteau fabriquée selon la méthode ci-dessus est utilisée dans la carrière de Hongyun à Shunde, dans la province du Guangdong. Les matériaux brisés de la carrière sont des pierres dures utilisées dans les voies rapides et leur durée de vie est de 20 jours. La durée de vie du marteau en acier à haute teneur en manganèse d'origine n'est que de 7 jours et le coût de la fonte en marteau n'est que 30% plus élevé que celui du marteau en acier à haute teneur en manganèse, ce qui montre les bons avantages économiques et sociaux de la fonte dans le marteau.

Fig.5 Marteau à inserts TIC

Les résultats

Sur la base des résultats expérimentaux de Qiming Casting, nos inserts TIC insèrent une durée de vie plus longue que les autres matériaux. Ce nouveau marteau de conception convient non seulement aux pièces d'usure du broyeur à marteaux, mais convient également pièces d'usure du déchiqueteur. Si vous avez des questions sur ce nouveau matériel, veuillez nous contacter librement!

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