Produktionsprozess für Blasbalken mit hohem Chromgehalt
Ein großer Prallbrecher hat die Vorteile einer einfachen Struktur, eines großen Zerkleinerungsverhältnisses und einer hohen Effizienz. Es wird häufig in der Bergbau-, Zement-, Metallurgie-, Strom-, Feuerfest-, Glas- und chemischen Industrie verwendet. Die Schlagleiste ist einer der Schlüssel und einfach zu tragen Brecher Verschleißteile des großen Prallbrechers. Es wird mit einem Keil am Rotor des Brechers befestigt. Wenn der Brecher arbeitet, treibt der rotierende Hochgeschwindigkeitsrotor die Blasstange an, um mit einer linearen Geschwindigkeit von 30 bis 40 m / s auf das gebrochene Erz zu treffen. Der Erzblock ist kleiner als 1500 mm, der Verschleiß ist sehr stark und die Aufprallkraft ist sehr groß. Abrieb- und Schlagfestigkeit.
Obwohl traditioneller Stahl mit hohem Mangangehalt, hohe Zähigkeit, aber keine hohe Verschleißfestigkeit, Verschleiß auch. Obwohl gewöhnliches Gusseisen mit hohem Chromgehalt eine hohe Härte aufweist, ist es nicht zäh und leicht zu brechen. Ziel sind die Arbeitsbedingungen und strukturellen Eigenschaften der großen Schlagbrecher-Blasstangen. Wir haben eine Platte aus ultrahohem Chromgusseisen mit hoher Verschleißfestigkeit entwickelt, die auf dem vorhandenen gewöhnlichen Gusseisen mit hohem Chromgehalt basiert, indem wir das Zusammensetzungsdesign und den Wärmebehandlungsprozess optimiert haben. Die Lebensdauer von Blasstangen mit hohem Chromgehalt beträgt mehr als das Dreifache von gewöhnlichem Stahl mit hohem Mangangehalt.
Chemische Zusammensetzung von Blasriegeln mit hohem Chromgehalt
Kohlenstoffelement
Kohlenstoff ist eines der Schlüsselelemente, die die mechanischen Eigenschaften von Materialien beeinflussen, insbesondere die Härte des Materials und die Schlagzähigkeit. Die Härte des Materials nimmt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt signifikant zu, während die Schlagzähigkeit signifikant abnimmt. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Anzahl der Carbide in Gusseisen mit hohem Chromgehalt zu, die Härte nimmt zu, die Verschleißfestigkeit nimmt zu, aber die Zähigkeit nimmt ab. Um eine höhere Härte zu erzielen und eine ausreichende Zähigkeit sicherzustellen, ist der Kohlenstoffgehalt auf 2.6% bis 3.0% ausgelegt.
Chromelement
Chrom ist das Hauptlegierungselement in Gusseisen mit hohem Chromgehalt. Mit zunehmender Anzahl von Chrom ändert sich die Art der Carbide und die Form der Carbide geht von MC3 zu M7C3 und M23C6 über. Unter den Carbiden hat M7C3 die höchste Härte und die Mikrohärte kann HV1300 ~ 1800 erreichen. Mit zunehmender Menge an in der Matrix gelöstem Chrom nimmt die Menge an Restaustenit zu und die Härte ab. Um eine hohe Verschleißfestigkeit sicherzustellen, Kontrolle Cr / C = 8 ~ 10, kann eine größere Anzahl von eutektischen M7C3-Carbiden mit gebrochenem Netz erhalten werden; Um eine höhere Zähigkeit zu erzielen, ist der Chromgehalt auf 25% bis 27% ausgelegt.
Molybdänelement
Ein Teil des Molybdäns wird in Gusseisen mit hohem Chromgehalt in der Matrix gelöst, um die Härtbarkeit zu verbessern. Ein Teil davon bildet MoC-Carbide, die die Mikrohärte verbessern. Die kombinierte Verwendung von Molybdän, Mangan, Nickel und Kupfer bietet eine bessere Härtbarkeit für dickwandige Teile. Da der Blasstab dick ist und der Preis für Ferromolybdän teurer ist, wird der Molybdängehalt von 0.6% auf 1.0% gesteuert.
Nickel- und Kupferelement
Nickel und Kupfer sind die Hauptelemente der Festlösungsverstärkungsmatrix, die die Härtbarkeit und Zähigkeit von Chromgusseisen verbessert. Beide sind nicht karbidbildende Elemente und lösen sich alle in Austenit auf, um Austenit zu stabilisieren. Wenn die Menge groß ist, nimmt die Menge an Restaustenit zu und die Härte nimmt ab. In Anbetracht der Produktionskosten und der begrenzten Löslichkeit von Kupfer in Austenit wird der Nickelgehalt zwischen 0.4% und 1.0% und der Kupfergehalt zwischen 0.6% und 1.0% kontrolliert.
Silizium- und Manganelement
Silizium und Mangan sind herkömmliche Elemente in Gusseisen mit hohem Chromgehalt, und ihre Hauptaufgabe besteht in der Desoxidation und Entschwefelung. Silizium verringert die Härtbarkeit, erhöht jedoch den Ms-Punkt. Gleichzeitig behindert Silizium die Bildung von Carbiden, was der Förderung der Graphitisierung und der Ferritbildung förderlich ist. Der Gehalt ist zu hoch und die Härte der Matrix ist stark reduziert. Daher wird der Siliziumgehalt zwischen 0.4% und 1.0% gesteuert. Mangan erweitert den Austenitphasenbereich von Gusseisen mit hohem Chromgehalt, löst sich fest in Austenit, verbessert die Härtbarkeit und senkt die Martensitumwandlungstemperatur. Mit zunehmendem Mangangehalt nimmt die Menge an Restaustenit zu, die Härte nimmt ab und die Abriebfestigkeit wird beeinträchtigt. Daher wird der Mangangehalt auf 0.5% bis 1.0% eingestellt.
Andere Elemente
S. P ist ein schädliches Element und wird in der Produktion im Allgemeinen unter 0.05% kontrolliert. RE, V, Ti usw. werden als Verbundmodifikatoren und Impfmittel zugesetzt, um Körner zu verfeinern, Korngrenzen zu reinigen und die Schlagzähigkeit von Gusseisen mit hohem Chromgehalt zu verbessern.
Chemische Zusammensetzung von Blasriegeln mit hohem Chromgehalt | ||||||||
C | Cr | Mo | Ni | Cu | Si | Mn | S | P |
2.6 ~ 3.0 | 25 ~ 28 | 0.6 ~ 1.0 | 0.4 ~ 1.0 | 0.6 ~ 1.0 | 0.4 ~ 1.0 | 0.5 ~ 1.0 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 |
High Chrom Chrom Blow Bars Gießprozess
Modellierungsprozess
Die Chrom-Blasstabzeichnungen, Gewicht: 285 kg, Größe: siehe folgendes. Um die Installationsanforderungen der Blasstange zu gewährleisten, beträgt die ebene Biegeverformung der Blasstange ≤ 2 mm. Da die Oberfläche der Blasstange extrem hoch ist, dürfen keine Vertiefungen oder Vorsprünge vorhanden sein. Um die Dichte des Gussstücks sicherzustellen, verwenden wir hochfestes Harzsandformen mit einer linearen Schrumpfung von 2.4 bis 2.8%. Das Querschnittsverhältnis des Angusssystems richtet sich nach ΣF innen: ΣF horizontal: ΣF gerade = 1: 0.75: 1.1 Es wird horizontal geformt und geneigt gegossen und unterstützt gleichzeitig den Heiz- und Temperaturanstieg sowie das direkte externe Kühleisen. Die Prozessausbeute wird auf 70% bis 75% eingestellt.
Während des Versuchsproduktionsprozesses haben wir die drei Modellierungsprozesse von 2, 3 und 4 übernommen. Nach dem Gießen und Schleifen wurde festgestellt, dass der durch den Prozess von 2 und 3 hergestellte Hammer unterschiedliche Oberflächengrade aufweist Vertiefung und Biegeverformung. Das Verfahren zum Erhöhen des Steigrohrs kann die Oberflächenvertiefung und Biegeverformung nicht beseitigen, die die Installationsanforderungen nicht erfüllen. Basierend auf der Zusammenfassung der experimentellen Produktionserfahrungen des Formprozesses in Abbildung 2 und Abbildung 3 haben wir uns für den in Abbildung 4 gezeigten horizontalen Form-Schräggussformprozess entschieden. Die Oberfläche des Hammers weist nach dem Gießen und Schleifen keine Vertiefungen und Biegungen auf Verformung und die Verformung ist ≤ 2 mm. Erfüllen Sie die Installationsanforderungen. Der spezifische Herstellungsprozess ist wie folgt: Nachdem die Sandform horizontal hergestellt wurde, wird ein Ende der Sandform bis zu einer bestimmten Höhe angehoben, um einen bestimmten Neigungswinkel zu bilden. (Bei der tatsächlichen Herstellung wird der Winkel der Sandform im Allgemeinen gemäß der Form, dem Gewicht und den strukturellen Eigenschaften des Gussstücks bestimmt. Der Neigungswinkel wird im Allgemeinen zwischen 8 ° und 20 ° gesteuert.) Das geschmolzene Eisen wird vom Tor eingeführt, und das geschmolzene Eisen tritt zuerst in den Hohlraum ein, um den tiefsten Punkt zu erreichen. Es wird zunächst durch die Kühlwirkung des von außen gekühlten Eisens verfestigt. Unter starkem Druck erreicht das Steigrohr sein Maximum, wenn es mit geschmolzenem Eisen gefüllt ist, und das Steigrohr verfestigt sich schließlich, um eine sequentielle Verfestigung zu erreichen, wodurch ein Gussstück mit dichter Struktur und ohne Schrumpfung erhalten wird.
Auswahlprozess
Für die Schmelzproduktion wird ein 1000 kg schwerer Mittelfrequenz-Elektroofen (Quarzsandofenauskleidung) verwendet. Vor dem Schmelzen wird Kalkstein + Glasscherben-Verbundschlackenmittel zugesetzt. Nachdem der größte Teil der Ladung geschmolzen ist, wird die Schlacke entfernt, dann werden Ferrosilicium und Ferromangan zugegeben, um zu desoxidieren, und Aluminium wird in einer Menge von 1 kg / t eingeführt. Nach der endgültigen Desoxidation wird der Draht aus dem Ofen entladen und die Schmelztemperatur zwischen diesen wird gesteuert 1 500 ° C und 1 550 ° C.
Um die umfassende Abriebfestigkeit des Plattenhammers weiter zu verbessern, verbessern wir die Morphologie von Karbiden aus Gusseisen mit hohem Chromgehalt durch Modifikations- und Inokulationsbehandlungsverfahren für Verbundwerkstoffe, reduzieren Einschlüsse, reinigen geschmolzenes Eisen, raffinierte Körner und verbessern die Konsistenz von Kreuz- Querschnittsstruktur und Leistung von dicken und schweren Gussteilen. Der spezielle Vorgang ist: Vorheizen der Pfanne auf 400 ~ 600 ° C, Zugabe einer bestimmten Menge Re-A1-Bi-Mg-Verbundmodifikator und V-Ti-Zn-Verbundimpfmittel vor dem Gießen in die Pfanne und Gießen von geschmolzenem Eisen nach der Schlacke wird gesprüht, die restliche Schlacke wird schnell aggregiert, um die Eisenschmelze weiter zu reinigen, und gleichzeitig wird eine Wärmeisolationsbeschichtung gebildet, um das Gießen zu erleichtern. Die Eisenschmelze wird 2 bis 3 Minuten sediert und die Gießtemperatur zwischen 1380 ° C und 1420 ° C geregelt.
Wärmebehandlungsprozess für Blasbalken mit hohem Chromgehalt
Während des Abschreckens und Erhitzens von Gusseisen mit ultrahohem Chrom bei hoher Temperatur nimmt die Löslichkeit von Legierungselementen in Austenit mit zunehmender Temperatur zu. Wenn die Abschrecktemperatur niedrig ist, fallen aufgrund der geringen Löslichkeit von Kohlenstoff und Chrom in Austenit während der Wärmekonservierung mehr sekundäre Carbide aus. Obwohl der größte Teil des Austenits in Martensit umgewandelt werden kann, sind der Kohlenstoffgehalt des Austenits und der Gehalt an Legierungselementen gering, so dass die Härte nicht hoch ist. Mit zunehmender Abschrecktemperatur ist der nach der Umwandlung gebildete Martensit umso härter, je höher der Kohlenstoffgehalt und der Legierungsgehalt im Austenit sind, und daher nimmt die Abschreckhärte zu. Wenn die Abschrecktemperatur zu hoch ist, der Kohlenstoffgehalt und der Legierungsgehalt von Hochtemperaturaustenit zu hoch sind, die Stabilität zu hoch ist, je schneller die Abkühlgeschwindigkeit ist, desto weniger sekundäre Carbide fallen aus, desto mehr Austenit bleibt erhalten und desto besser ist die Abschreckhärte Je niedriger es ist. Mit zunehmender Abschreck- und Haltezeit nimmt die Makrohärte von Gusseisen mit ultrahohem Chrom zuerst zu und dann ab. Die Auswirkung der Austenitisierung der Haltezeit auf die Härte von Gusseisen mit ultrahohem Chromgehalt ist im Wesentlichen die Auswirkung der Ausfällung von Sekundärcarbiden, der Nähe der Auflösungsreaktion und des Gleichgewichtszustands auf den Kohlenstoffgehalt und den Legierungsgehalt von Hochtemperaturaustenit. Nachdem das gegossene Gusseisen mit ultrahohem Chromgehalt auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt wurde, fallen die übersättigten Kohlenstoff- und Legierungselemente im Austenit als sekundäre Carbide aus, was ein Diffusionsprozess ist. Wenn die Haltezeit zu kurz ist, ist die Ausfällungsmenge an Sekundärcarbiden zu gering. Da Austenit mehr Kohlenstoff und Legierungselemente enthält, ist die Stabilität zu hoch. Die Martensitumwandlung ist während des Abschreckens unvollständig und die Abschreckhärte ist gering. Mit zunehmender Haltezeit nimmt die Ausfällungsmenge der Sekundärcarbide zu, die Stabilität des Austenits nimmt ab, die Menge des beim Abschrecken gebildeten Martensits nimmt zu und die Abschreckhärte nimmt zu. Nach einer gewissen Zeit halten der Kohlenstoffgehalt und der Legierungsgehalt im Austenit ein Gleichgewicht. Wenn Sie die Haltezeit weiter verlängern, werden die Austenitkörner gröber, was zu einer Erhöhung der Menge an Restaustenit und einer Verringerung der Abschreckhärte führt.
Gemäß der nationalen Norm werden die Spezifikationen des Wärmebehandlungsverfahrens GB / T 8263-1999 „Verschleißfestes weißes Gusseisen“, die Bezugnahme auf die Referenzmaterialien, die sekundäre Carbidfällung und die Löschtemperatur, die Anlasstemperatur und die Haltezeit zur Bestimmung bestimmt Das maximale Gewicht des Plattenhammers Der beste Wärmebehandlungsprozess ist: 1 020 ° C (Wärmeerhaltung für 3 bis 4 Stunden), Hochtemperatur-Nebelabschreckung, Luftkühlung nach 3 bis 5 Minuten und Hochtemperatur-Tempern bei 400 ° C (Hitze) 5 ~ 6 h aufbewahren, diffuse Luftkühlung auf Raumtemperatur). Die Matrixstruktur nach dem Abschrecken und Tempern ist getemperter Martensit + eutektisches Carbid M7C3 + sekundäres Carbid + Restaustenit.
Da die Hochchrom-Blasstäbe dick und schwer sind, wird eine schrittweise Erwärmung angewendet, um sicherzustellen, dass der Guss während der Wärmebehandlung nicht reißt. Nach der Wärmebehandlung des Plattenhammers beträgt die Härte 58 bis 62 HRC und die Schlagzähigkeit 8.5 J / cm² (2 mm × 10 mm × 10 mm ungekerbte Probe).
Feedback von Schlagleisten mit hohem Chromgehalt
- Das horizontale Gussstück wird verwendet, um ein geneigtes Gießen, eine zusätzliche Heizisolationssteigleitung und ein direktes externes Kühleisen herzustellen. Die Oberfläche des Hammers ist frei von Vertiefungen und Vorsprüngen. Die Biegeverformung beträgt weniger als oder gleich 2 mm.
- Der beste Wärmebehandlungsprozess des Blasstabs ist 1 020 ° C (3 bis 4 Stunden Wärmeschutz), Hochtemperatur-Nebelabschreckung, Luftkühlung nach 3 bis 5 Minuten und Hochtemperaturtemperieren bei 400 ° C (4 bis 6 Stunden Wärmeerhaltung, diffus) Luftkühlung auf Raumtemperatur). Gehärteter Martensit + eutektisches Carbid M7C3 + sekundäres Carbid + Restaustenit. Die Härte nach der Wärmebehandlung beträgt 58 bis 62 HRC und die Schlagzähigkeit 8.5 J / cm².
- Die Schlagleisten mit hohem Chromgehalt haben eine dreimal höhere Lebensdauer als Schlagleisten aus Manganstahlguss