立磨磨輥及磨盤(pán)襯板斷裂分析

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1、立磨磨輥及磨盤(pán)襯板斷裂分析????立磨磨輥及磨盤(pán)襯板材質(zhì)一般使用高鉻鑄鐵或鎳鉻合金，而此種材質(zhì)卻時(shí)常發(fā)生斷裂現(xiàn)象，造成的損失是相當(dāng)嚴(yán)重的，特別是停產(chǎn)的損失，更是無(wú)法估計(jì)。在此，筆者對(duì)于此課題的研討作一淺述，拋磚引玉，希望各位學(xué)者或?qū)＜夷芤鸸缠Q。????1硬度與斷裂????耐磨是我們追求的目標(biāo)，大家都知道產(chǎn)品越硬則越耐磨，所以要做出較耐磨的磨輥和磨盤(pán)好像很簡(jiǎn)單，因?yàn)槟阒灰O(shè)法去提高它的硬度即可，故許多鑄造廠標(biāo)榜其鑄件含鉻量達(dá)到30%，HRC硬度達(dá)到了63-65，但是事實(shí)上并非如此。硬度越高，鑄件所含的碳化物（C

2、r7C3）數(shù)量就要求越多，分布越彌散，在基體和碳化物的界面上形成微孔洞和微裂紋的幾率就越大，同時(shí)斷裂的幾率也會(huì)越大。而且越硬的物品越難切削加工。因此鑄造出既耐磨又不易斷裂的產(chǎn)品就不是想象的那么簡(jiǎn)單。????相關(guān)資料：碳和鉻的主要作用是保證鑄鐵中碳化物的數(shù)量和形態(tài)。隨著C量提高，碳化物增多；隨著Cr/C比的增加，共晶碳化物的形貌經(jīng)歷了由連續(xù)網(wǎng)狀→片狀→桿狀連續(xù)程度減小的過(guò)程，共晶碳化物晶格類型經(jīng)歷由M3C→M3C+M7C3→M7C3的變化過(guò)程。有資料指出：當(dāng)共晶碳化物不變，且Cr/C為6.6～7.1時(shí)，高鉻鑄鐵的

3、斷裂韌性值（即K1c值）最高，亦即此時(shí)抗裂紋擴(kuò)展能力最強(qiáng)。根據(jù)這些原理，宜將C量定為3.1%～3.6%，Cr量為20%～25%。????2熱處理與斷裂????我們知道提高高鉻鑄鐵硬度的另一個(gè)重要因素：熱處理。我們用高鉻鑄鐵（或鎳鉻合金）鑄成磨輥或磨盤(pán)襯板，經(jīng)過(guò)熱處理來(lái)提升其鑄件硬度，但檢測(cè)時(shí)將會(huì)發(fā)現(xiàn)鑄件硬度各點(diǎn)位置的硬度值差別會(huì)較大，熱處理技術(shù)就是主要原因。如果鑄造及熱處理工藝越理想，則其硬度差異越小，反之則越大，而硬度差異越大，則鑄件斷裂的幾率也越大。且鑄件體積越大，熱處理越難。按國(guó)際慣例，一般判斷高鉻鑄件是

4、否易斷裂的方式就是：鑄件表面對(duì)稱取幾點(diǎn)檢測(cè)硬度值，當(dāng)HV硬度差值超過(guò)30，即此高鉻鑄件為不合格，較易發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)。????相關(guān)資料：高鉻鑄鐵基體組織里含馬氏體和奧氏體，馬氏體組織硬度高，奧氏體韌性好。鑄件隨著熱處理時(shí)冷卻速度的加快，奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體更完全，殘余奧氏體量更少，所以高鉻鑄鐵的硬度越高，而抗沖擊疲勞能力變差。同時(shí)，冷卻速度越快，裂紋萌生的幾率愈大，結(jié)果使材料的抗沖擊疲勞能力下降，所以熱處理時(shí)宜采用冷卻速度較慢的方式。????3機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)與斷裂????鑄件的應(yīng)力與粉磨的擠壓載荷易使馬氏體組織產(chǎn)生裂紋，

5、當(dāng)共晶碳化物沿晶界析出成網(wǎng)狀，因其脆性會(huì)促進(jìn)裂紋擴(kuò)展，殘留奧氏體的存在此時(shí)很好的阻止了裂紋的延伸。由于立磨實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其工況相當(dāng)復(fù)雜，粉磨的物料中存在有較硬較大的異物（如鐵塊）時(shí)，立磨磨輪與磨盤(pán)襯板在物料粉磨擠壓受到的擠壓就加大，當(dāng)載荷超出了奧氏體組織承載范圍，此時(shí)高鉻鑄件就易發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)。一般水泥企業(yè)立磨檢修的時(shí)間都比較緊張，希望停機(jī)時(shí)間越短越好，因此，當(dāng)停機(jī)后都直接打開(kāi)磨門(mén)來(lái)降低磨內(nèi)溫度。卻不知，高鉻鑄件不宜此種方式的急速冷卻，冷卻速度越快，裂紋萌生的幾率愈大，也有可能直接產(chǎn)生鑄件斷裂。立磨磨輪和磨盤(pán)襯板的

6、斷裂原因較復(fù)雜，在此不一一列舉，作為硬面耐磨堆焊領(lǐng)域的領(lǐng)頭軍，我公司在此方面作出了各種嘗試，最終認(rèn)為要真正解決斷裂的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，以復(fù)合制造的方式最安全，即高拉力鋼鑄造+耐磨堆焊。優(yōu)點(diǎn)如下：????(1)制造加工方便快捷；????(2)避免斷裂風(fēng)險(xiǎn)；????(3)耐磨性能卓越；????(4)性價(jià)比最優(yōu)。????雖然復(fù)合制造有諸多優(yōu)點(diǎn)，但若無(wú)成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，亦會(huì)發(fā)生一系列的問(wèn)題。鑄造基體必須選用優(yōu)質(zhì)的材料和成熟的鑄造工藝，保證基體的焊接可靠性。絕不允許基體內(nèi)部空洞、沙孔、氣孔等影響鑄件質(zhì)量的問(wèn)題存在。????加工亦

7、須謹(jǐn)慎，研討出最佳的加工設(shè)計(jì)尺寸，選擇精度較高的數(shù)控機(jī)床加工及合適的加工方案來(lái)保證產(chǎn)品的尺寸，以免發(fā)生裝配不符的情況。????堆焊尤為重要。選用合適且耐磨的焊絲是首要條件，否則會(huì)直接影響產(chǎn)品的使用壽命。成熟的堆焊技術(shù)保證焊接的牢固度及耐磨性能，達(dá)到產(chǎn)品的最佳使用效果。避免因隨意堆焊而造成焊層脫落的情況發(fā)生，給企業(yè)帶來(lái)不必要的損失。????4結(jié)束語(yǔ)????如何避免斷裂風(fēng)險(xiǎn)及選用合適的制造方式，僅以此文作一淺述，希望使用單位能得以警惕，安全生產(chǎn)，防止斷裂事故的發(fā)生。