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淺談球磨機(jī)磨材料中各化學(xué)成分的耐磨作用

淺談球磨機(jī)磨材料中各化學(xué)成分的耐磨作用

時(shí)間：2018-07-19 14:33:13  來(lái)源：  瀏覽次數(shù)：89

球磨機(jī)耐磨材料的研究，目前正面臨著一個(gè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，但同時(shí)也擁有一個(gè)美好和廣闊的前景。因?yàn)橛泄I(yè)就有磨損，工業(yè)越發(fā)達(dá)，需要的耐磨材料就越多。相信經(jīng)過(guò)努力，耐磨材料與磨損技術(shù)一定會(huì)取得新的進(jìn)。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國(guó)金屬耐磨材料經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代耐磨材料——高錳鋼。優(yōu)點(diǎn)：韌性極好,在強(qiáng)沖擊條件下產(chǎn)生加工硬化；缺點(diǎn):易發(fā)生塑性變形,不耐磨。第二代耐磨材料——鎳硬鑄鐵。優(yōu)點(diǎn):硬度高,耐磨性好；缺點(diǎn):碳化物含量高，脆性較大,稀有金屬鎳的加入量較大，生產(chǎn)成本高，應(yīng)用范圍小。第三代耐磨材料——高鉻鑄鐵和各類合金鋼。高韌性、低成本及良好的耐磨性，使得各類合金鋼得到快速發(fā)展。下面我們就來(lái)分解說(shuō)分析一下各種化學(xué)成分在耐磨材料里面起到的作用：

錳:是形成奧氏體的元素，對(duì)碳化物的形成也起作用，過(guò)高的錳將使組織中出現(xiàn)奧氏體，奧氏體組織不適宜作磨球，因?yàn)閵W氏體磨球不論在干磨和濕磨中，都會(huì)造成大量破碎和剝落，但由于脫氧和去硫都用錳,因此錳的含量在耐磨球中不可以過(guò)高。

碳:高錳鋼鑄件耐磨性不是含碳量越高越耐磨，而是有一個(gè)極限值，當(dāng)含碳量>1.4％后鑄態(tài)析出碳化物很多，水韌處理時(shí)碳化物不能完全溶到奧氏體中去，間隙固溶的碳化物也達(dá)到了飽和，這樣不僅對(duì)耐磨性沒(méi)有好處，而且降低材料的強(qiáng)度和韌性，服役時(shí)容易斷裂。

硅：含硅量高，降低碳在奧氏體中的溶解度，碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韌處理后，在晶界上留下較大的顯微疏松，但為了完全消除，鋼中的含硅量，控制在0.4—0.6％最佳，含硅量>0.8％對(duì)高錳鋼各項(xiàng)性能無(wú)明顯影響。

錳：高錳鋼由于含錳量高，鋼的鑄態(tài)組織為奧氏缽及碳化物，經(jīng)1000攝氏度左右加熱水淬處理(通常稱水韌處理)后。絕大部分碳化物固溶于奧氏體中，鋼的組織為單相奧氏體或奧氏體加少量碳化物。

硫：由于鋼中含錳量高，能生成大量的MnS從渣中排出。又由于是在堿性渣中熔煉，硫可順利降低到0.03％以下。這樣低的硫量對(duì)鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性均無(wú)明顯影響。

磷：磷單獨(dú)溶解在鋼中很少，常以Fe2p，F(xiàn)e3P的形式存在于晶界上使鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性大為降低，碳含量高加劇了P以共晶形式析出在晶界上。為了保證性能，應(yīng)遵循以下關(guān)系：C%=11.27-2.761×P%。生產(chǎn)中要控制磷含量≤0．08％：重要、復(fù)雜、厚壁件≤0．07％。

鉻:鉻是碳化物形成元素。鉻除與碳結(jié)合成碳化物外，其余部分溶于基體內(nèi)，從而提高基體的電極電位，對(duì)抗腐蝕是有利的。若其含量較小時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)M3C型碳化物，使硬度和韌性都降低。若其含量較大時(shí)，結(jié)晶時(shí)碳化物數(shù)量顯著增多，使韌性明顯下降，同時(shí)由于基體中含碳量降低，導(dǎo)致基體的硬度降低，從而耐磨性下降。但現(xiàn)在已經(jīng)有部分廠家采用特殊的生產(chǎn)和處理工藝解決了這個(gè)問(wèn)題，使鉻的含量最大可達(dá)到30%。

釩(鈦):這兩種元素是生鐵中自然帶入的，于微量合金元素，它們能形成硬度很高的碳氮化物,彌散在基體中，有利于提高基體的顯微硬度和耐磨性，同時(shí)對(duì)晶粒的細(xì)化也是有利的。

鎳(銅):鎳(銅)是奧氏體形成元素，多加了組織中出現(xiàn)奧氏體。在屈氏體磨球中加鎳主要作用是提高基體電極電位，提高耐蝕性，但多加不經(jīng)濟(jì)，微量即起作用。

鉬:鉬的主要作用是細(xì)化基體，細(xì)化碳化物，提高基體的電極電位，提高耐蝕性。因價(jià)格高，加不經(jīng)濟(jì)。在金屬型鑄造條件下，加入少量即可起明顯作用，實(shí)用于有特殊要求的耐磨鋼球。

在這么多的化學(xué)元素如何搭配才能讓材料達(dá)到最佳的耐磨效果呢？這是耐磨材料優(yōu)化選取的首要原則，要根據(jù)不同耐磨材料的不同使用工況，作合理的選擇。首先，要正確分析工件的使用工況條件及其磨損機(jī)理,了解各種耐磨材料的性能指標(biāo)，使其在最佳工況下發(fā)揮最佳效果，這對(duì)于減少磨損，降低能耗，節(jié)約能源，延長(zhǎng)使用壽命，具有直接的意義。柳州雙鎧工業(yè)有限公司專研耐磨材料10余年，在金屬元素搭配與非金屬結(jié)合方面取得了良好的成績(jī)，它自主研發(fā)的熔瓷襯板、瓷粉合金襯板都是國(guó)家的專利產(chǎn)品，在鋼鐵、水泥、碼頭、礦山等物料輸送系統(tǒng)上能夠起到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越一般耐磨材料的效果，為客戶盡可能低的生產(chǎn)成本和較高的使用壽命，以降低綜合成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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