Por que usar o martelo de manganês com insertos TIC?

O martelo triturador é feito principalmente de aço de alto manganês, que é um tipo de material antidesgaste com uma longa história. Nos últimos 10 anos, cientistas nacionais e estrangeiros estudaram aço com alto teor de manganês em muitos aspectos, a fim de melhorar ainda mais sua resistência ao desgaste:

1. Algumas fundições adicionam Mo, Ni e outros elementos raros para melhorar a resistência ao desgaste;
2. Algumas fundições adicionam o elemento Cr para aumentar a dureza do martelo;
3. Algumas fundições alteram a proporção de manganês para carbono para melhorar a resistência ao desgaste;
4. Algumas fábricas melhoram o desempenho de serviço do aço com alto manganês por meio do tratamento de endurecimento da superfície e melhorando os processos de fundição, fundição e tratamento térmico.

A pesquisa desses estudiosos alcançou certos resultados na melhoria da resistência ao desgaste do aço com alto manganês, mas para algumas condições com grande força de impacto e peças maiores, como alguns martelos trituradores grandes, ainda não é ideal usar aço com alto manganês.

Para resolver este problema, a Qiming Casting usa inserções de hastes TIC no corpo de manganês para aumentar a vida útil.

TIC insere métodos experimentais de martelo de manganês

Para este novo material, escolhemos o aço manganês como material de matriz. A composição química da seguinte forma:

• 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%

Para as hastes TIC, escolhemos um cubóide de 20 mm * 20 mm * 40 mm:

Cuboides TIC

Usamos o método de fundição em areia para fundir um produto de amostra de 120 mm * 120 mm * 120 mm. As amostras foram tratadas termicamente em um forno de resistência do tipo caixa com tratamento de endurecimento com água a 1050 ℃. A interface foi observada a olho nu e, em seguida, a microestrutura, estrutura e distribuição dos elementos perto da interface foram analisadas por microscópio óptico e microanálise de sonda de elétrons (JCXA-733).

Resultados experimentais e discussão

Após a usinagem, a superfície da amostra foi observada a olho nu. Verificou-se que não havia lacuna na junção do aço com alto manganês e o cubóide TIC, exceto em cores diferentes (o aço com alto manganês era branco, o cubóide IC era preto), o que indicava que os dois materiais estavam bem combinados.

A dureza do cubóide TIC antes da fundição é HRC 59-61. Após fundição com aço de alto manganês e tratamento de tenacificação com água, a dureza da superfície da amostra é testada. Os resultados mostram que a dureza da região intermediária do cubóide TIC permanece inalterada (HRC60), mas a dureza da região próxima ao carboneto cimentado e aço com alto manganês diminui para hrc58. Além disso, a dureza do aço com alto manganês perto do cubóide TIC ( HRC: 30-60) é muito maior do que longe do cubóide TIC (HRC: 22-24), o que indica que há uma zona de transição entre a dureza dos dois materiais na junção do aço de alto manganês e do cubóide TIC , que se deve à penetração mútua do aço com alto teor de manganês e do cubóide TIC.

Para melhor verificar a condição de união da interface entre os dois materiais, as amostras metalográficas foram cortadas na junta fundida e a microestrutura próxima à interface foi analisada por sonda de elétrons após o polimento. A fotografia do MEV da junta é mostrada na Fig. 3. Pode-se observar na foto que a matriz de carboneto cimentado está bem combinada com o aço alto manganês, mas não se vê a junta, ou seja, o aço alto manganês e cimentado matriz de carboneto são fundidos em um. De um lado do aço com alto teor de manganês, pode-se ver a área com partículas de TiC esparsamente distribuídas. Ou seja, o tique da fase dura no carboneto cimentado se desloca parcialmente de um lado do carboneto cimentado para o outro lado do aço com alto teor de manganês. Isso ocorre porque o aço com alto teor de manganês funde a matriz superficial do carboneto cimentado no processo de fundição, o que faz com que a fase dura tique na superfície deriva para o aço com alto teor de manganês. Após o resfriamento e a solidificação, essas partículas de TiC são fixadas aleatoriamente no aço com alto teor de manganês.

Fig. 3 Imagem SEM na ligação de dois materiais

Para explicar melhor a condição de união da interface dos dois materiais, a distribuição do elemento Ti em um campo de visão é feita na junta. A Figura 3 mostra a distribuição da superfície da imagem SEM e dos elementos Ti no mesmo campo de visão. Pode ser visto na Figura 4 que as imagens de raios-X características dos elementos Ti são enriquecidas no lado do carboneto cimentado, e as imagens de raios-X características dos elementos de Ti também são encontradas perto da área de interface no lado do aço com alto teor de manganês. É mostrado que os elementos de Ti existem no lado do aço com alto teor de manganês 1, o que é devido à combinação metalúrgica de dois materiais durante a fundição, e o tique no carboneto cimentado deriva para o lado do aço com alto teor de manganês, e durante o tratamento térmico, o O elemento Ti no tique se difunde para aço com alto teor de manganês. Pode-se ver que as partículas de TiC são fortemente combinadas com aço com alto teor de manganês.

Os resultados experimentais mostram que a combinação de cubóide TIC e aço de alto manganês é metalúrgica. Existe uma zona de transição na interface dos dois tipos de materiais, não importando na dureza, ou na distribuição da microestrutura, estrutura e elementos, o que torna o carboneto cimentado fundido firmemente no aço de alto manganês. No processo de uso, o metal duro de alta dureza desempenha um papel na resistência ao desgaste do material, melhorando muito a vida útil do material.

Fig. 4 Imagem SEM na ligação de dois materiais e distribuição de Ti

TIC insere uso de martelo de manganês

A fim de investigar o desempenho de serviço do aço fundido com alto manganês embutido, vários carbonetos cimentados cilíndricos foram embutidos na superfície facilmente desgastada do martelo (como mostrado na Figura 5, massa 120 kg). Antes da fundição, o carboneto cimentado (～ 25 mm × 40 mm) deve ser polido com lixa, um prego de ferro deve ser soldado em uma extremidade de cada carboneto cimentado e a outra extremidade do prego de ferro deve ser inserida no molde de areia , de modo a fixar o carboneto cimentado na cavidade do molde. Após o vazamento, o carboneto cimentado é embutido em aço com alto teor de manganês.

O tubarão-martelo feito pelo método acima é usado na pedreira Hongyun em Shunde, província de Guangdong. Os materiais quebrados na pedreira são pedras duras usadas em vias expressas e sua vida útil é de 20 dias. A vida útil do martelo de aço de alto manganês original é de apenas 7 dias, e o custo da fundição do martelo é apenas 30% superior ao do martelo de aço de alto manganês, o que mostra os bons benefícios econômicos e sociais da fundição no martelo.

Fig. 5 Martelo de inserções TIC

Os resultados

Com base nos resultados experimentais da Qiming Casting, nossos insertos TIC para martelo de manganês têm vida útil mais longa do que outros materiais. Este novo design de martelo não só se adapta às peças de desgaste do moinho de martelos, mas também se adapta peças de desgaste do triturador. Se você tiver alguma dúvida sobre este novo material, entre em contato conosco livremente!

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