La trituradora de impacto grande tiene las ventajas de una estructura simple, una gran proporción de trituración y una alta eficiencia. Es ampliamente utilizado en las industrias de minería, cemento, metalurgia, energía eléctrica, materiales refractarios, vidrio y química. Las barras de impacto de la trituradora son una de las piezas clave y fáciles de usar de la trituradora de impacto grande. Se fija al rotor de la trituradora con una cuña. Durante el funcionamiento de la trituradora, un rotor giratorio de alta velocidad impulsa las barras de soplado de la trituradora para romper el mineral triturado a una velocidad lineal de 30 a 40 m / s. El tamaño del bloque del mineral es inferior a 1500 m my el desgaste es muy grave. La fuerza de impacto es muy grande, por lo que se requiere que las barras de impacto de la trituradora tengan una alta resistencia a la abrasión y al impacto.
Aunque el acero tradicional con alto contenido de manganeso tiene mayor tenacidad, la resistencia al desgaste no es alta y el consumo de desgaste es demasiado grande. Aunque el hierro fundido ordinario con alto contenido de cromo tiene una dureza muy alta, no es lo suficientemente resistente y es fácil de romper. Apuntando a las condiciones laborales y características estructurales de las grandes piezas de desgaste de la trituradora de impacto, desarrollamos una placa de hierro fundido con alto contenido de cromo con alta resistencia al desgaste integral basada en el hierro fundido ordinario con alto contenido de cromo, optimizando el diseño de la composición y el proceso de tratamiento térmico. La vida útil es más de 3 veces mayor que la del acero con alto contenido de manganeso ordinario.
Diseño de material de barras de soplado con alto contenido de cromo
Elemento de carbono
El carbono es uno de los elementos clave que afectan las propiedades mecánicas de los materiales, especialmente la dureza del material y la resistencia al impacto. La dureza del material aumenta significativamente con el aumento del contenido de carbono, mientras que la tenacidad al impacto disminuye significativamente. Con el aumento del contenido de carbono, aumenta el número de carburos en la fundición con alto contenido de cromo, aumenta la dureza, aumenta la resistencia al desgaste pero disminuye la tenacidad. Para obtener una mayor rigidez y asegurar una tenacidad suficiente, el contenido de carbono está diseñado como 2.6% ± 3%.
Elemento cromo
El cromo es el elemento de aleación principal en el hierro fundido con alto contenido de cromo. A medida que aumenta el número de cromo, cambia el tipo de carburos y la dureza puede alcanzar HV 1300 ~ 1800. A medida que aumenta la cantidad de cromo disuelto en la matriz, aumenta la cantidad de austenita retenida y disminuye la dureza. Para garantizar una alta resistencia al desgaste, controlando C r / C = 8 ~ 10 puede obtener un mayor número de carburos eutécticos de red rotos. Al mismo tiempo, para obtener una mayor tenacidad, el contenido de cromo está diseñado para ser del 25 al 27%.
Elemento de molibdeno
El molibdeno se disuelve parcialmente en la matriz en hierro fundido con alto contenido de cromo para mejorar la templabilidad; forma parcialmente carburos de MoC para mejorar la microdureza. El uso combinado de molibdeno y manganeso, níquel y cobre proporcionará una mejor capacidad de endurecimiento para las piezas de paredes gruesas. Debido a que las barras de soplado de la trituradora son gruesas, considerando que el precio del ferromolibdeno es más caro, el contenido de molibdeno se controla en el rango de 0.6% a 1.0%.
Elemento de níquel y cobre
El níquel y el cobre son los elementos principales de la matriz de fortalecimiento de la solución sólida, que mejora la templabilidad y tenacidad del hierro fundido al cromo. Ambos son elementos que no forman carbono y todos ellos se disuelven en austenita para estabilizar la austenita. Cuando la cantidad es grande, la cantidad de austenita retenida aumenta y la dureza disminuye. Teniendo en cuenta que el coste de producción y la solubilidad del cobre en austenita son limitados, el contenido de níquel se controla de 0% a 4%, el contenido de cobre se controla de 1.0% a 0%.
Silicio, elemento manganeso
El silicio y el manganeso son elementos convencionales en el hierro fundido con alto contenido de cromo y su función principal es la desoxidación y desulfuración. El silicio reduce la templabilidad pero aumenta el punto M s; al mismo tiempo, el silicio dificulta la formación de carburos, lo que favorece la promoción de la grafitización y la formación de ferrita. Si el contenido es demasiado alto, la dureza de la matriz se reduce considerablemente, por lo que el contenido de silicio se controla entre 0.4% y 1.0%. El manganeso expande la región de la fase austenítica del hierro fundido con alto contenido de cromo, se disuelve en forma sólida en austenita, mejora la templabilidad y reduce la temperatura de transformación de la martensita. A medida que aumenta el contenido de manganeso, aumenta el número de austenita residual, disminuye la dureza y se ve afectada la resistencia a la abrasión. Por lo tanto, el contenido de manganeso se controla entre un 0% y un 5%.
Otros elementos
S. P es un elemento nocivo, que generalmente se controla por debajo del 0.05% en la producción. RE, V, T i se agregan como modificadores de compuestos e inoculantes compuestos para refinar los granos, limpiar los límites de los granos y mejorar la resistencia al impacto del hierro fundido con alto contenido de cromo.
Composición del material de las barras de soplado de la trituradora con alto contenido de cromo
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 |
Proceso de producción de barras de soplado con alto contenido de cromo
El peso de la barra de impacto de la trituradora es de aproximadamente 285 kg y sus dimensiones se muestran en la Figura. Para garantizar los requisitos de instalación de la barra de impacto, la cantidad de deformación por flexión en el plano de la barra de impacto es ≤ 2 m m. Como la superficie de la barra de impacto es extremadamente alta, no debe haber depresiones ni protuberancias. Para garantizar la densidad de la fundición, utilizamos moldes de arena de resina de alta resistencia. La tasa de contracción lineal es del 2.4% al 2.8%. ΣF dentro de: ΣF horizontal: ΣF recto = 1: 0.75: 1.1 para diseñar. Adopta un vertido oblicuo de tipo horizontal y, al mismo tiempo, ayuda al elevador de calentamiento y calentamiento y al hierro de enfriamiento externo directo, y el rendimiento del proceso se controla al 70% ~ 75%.
Durante el proceso de producción de prueba, hemos adoptado los tres procesos de modelado de la Figura 2, la Figura 3 y la Figura 4. Después de fundir y moler, se encontró que los martillos de placa producidos en el proceso de la Figura 2 y la Figura 3 tienen diferentes grados de depresión de la superficie y deformación por flexión. El método de agrandar el elevador no puede eliminar la depresión de la superficie y la deformación por flexión, que no cumple con los requisitos de instalación.
Con base en el resumen de la experiencia de producción de prueba del proceso de moldeo en la Figura 2 y la Figura 3, decidimos utilizar el proceso de moldeo por moldeo inclinado de moldeo horizontal que se muestra en la Figura 4, la superficie del martillo después de la fundición y el rectificado no tiene depresión ni flexión. deformación, y la deformación es ≤ 2 m m Para cumplir con los requisitos de instalación. El proceso de producción específico es el siguiente: después de que el molde de arena se convierte en una caja horizontalmente, un extremo del molde de arena se eleva hasta una cierta altura para formar un cierto ángulo de inclinación. El ángulo de inclinación generalmente se controla entre 8 y 20 °). El hierro fundido se introduce desde la puerta y el hierro fundido entra primero en la cavidad para alcanzar el punto más bajo. Primero se solidifica por el efecto de enfriamiento del hierro enfriado externamente. Presión hasta que el tubo ascendente alcanza un máximo cuando se llena de hierro fundido, y el tubo ascendente finalmente se solidifica para lograr una solidificación secuencial, obteniendo así una fundición con estructura densa y sin contracción.
El horno eléctrico de frecuencia media de 1000k g (revestimiento del horno de arena de cuarzo) se utiliza para la producción de fundición. Se agrega agente de escoria compuesto de piedra caliza + vidrio roto antes de la fundición. Después de que se derrita la mayor parte de la carga, se elimina la escoria y luego se agregan ferrosilicio y ferromanganeso para desoxidar. El alambre de aluminio se descarga después de la desoxidación final y la temperatura de fusión se controla entre 1500 y 1 ° C.
Con el fin de mejorar aún más la resistencia integral a la abrasión del martillo de placa, mejoramos la morfología de los carburos de hierro fundido con alto contenido de cromo mediante procesos de tratamiento de inoculación y modificación de compuestos, reducimos las inclusiones, purificamos el hierro fundido, los granos refinados y mejoramos la consistencia de los materiales cruzados. estructura de la sección y rendimiento de fundiciones gruesas y pesadas. La operación específica es: precalentar el cucharón a 400 ℃ 600 ℃, y agregar una cierta cantidad de modificador de compuesto R e - A 1 - B i - M g y compuesto preñado de compuesto V - T i - Z n en el cucharón antes de verter.
Se vierte inoculante, hierro fundido en la cuchara y se arroja el agente recolector de escoria, de modo que la escoria fundida restante se pueda recolectar rápidamente, purificar aún más el hierro fundido y formar una capa de película protectora que preserva la temperatura, que es propicia al casting. El hierro fundido se seda durante 2 a 3 minutos y la temperatura de vertido se controla entre 1380 y 1420 ° C.
Tratamiento térmico de barras de soplado con alto contenido de cromo
Durante el proceso de enfriamiento a alta temperatura de la fundición de cromo ultra alto, la solubilidad de los elementos de aleación en austenita aumenta con el aumento de temperatura. Cuando la temperatura de enfriamiento es baja, debido a la baja solubilidad del carbono y el cromo en la austenita, se precipitarán más carburos secundarios durante la conservación del calor. Aunque la mayoría de la austenita se puede transformar en martensita, el contenido de carbono de la austenita y el contenido de elementos de aleación son bajos, por lo que la dureza no es alta. Con el aumento de la temperatura de enfriamiento, cuanto mayor es el contenido de carbono y el contenido de aleación en la austenita, más dura se forma la martensita después de la transformación y mayor es la dureza del enfriamiento. Cuando la temperatura de enfriamiento es demasiado alta, el contenido de carbono y el contenido de aleación de la austenita de alta temperatura son demasiado altos, la estabilidad es demasiado alta, cuanto más rápida es la velocidad de enfriamiento, menos carburos secundarios precipitan, más austenita retenida y templado dureza Cuanto menor sea.
Con el aumento del tiempo de enfriamiento y mantenimiento, la macrodureza del hierro fundido con cromo ultra alto aumenta primero y luego disminuye. El efecto del tiempo de mantenimiento de la temperatura de austenización sobre la dureza del hierro fundido de cromo ultra alto es esencialmente el efecto de la precipitación de carburos secundarios, la proximidad de la reacción de disolución y el estado de equilibrio sobre el contenido de carbono y el contenido de aleación de la austenita de alta temperatura. . Después de que el hierro fundido de cromo ultra alto recién fundido se calienta a la temperatura de austenización, el carbono sobresaturado y los elementos de aleación en la austenita precipitan como carburos secundarios. Este es un proceso de difusión. Cuando el tiempo de retención es demasiado corto, la precipitación de carburos secundarios es demasiado pequeña. Debido a que la austenita contiene más elementos de carbono y aleación, la estabilidad es demasiado alta. La transformación de la martensita es incompleta durante el temple y la dureza del temple es baja. Con la extensión del tiempo de retención, aumenta la cantidad de precipitación de carburos secundarios, disminuye la estabilidad de la austenita, aumenta la cantidad de martensita formada durante el enfriamiento y aumenta la dureza del enfriamiento. Después de mantenerse caliente durante un cierto período de tiempo,
El contenido de carbono y el contenido de aleación en la austenita alcanzan el equilibrio. Si se prolonga el tiempo de mantenimiento de la temperatura, los granos de austenita se vuelven más gruesos. Como resultado, aumenta la cantidad de austenita retenida y se reduce la dureza de enfriamiento.
De acuerdo con la norma nacional GB / T 8263-1999 “Piezas de fundición de hierro fundido blanco resistentes a la abrasión”, se burlan las especificaciones del proceso de tratamiento térmico y se proporcionan materiales de referencia. La temperatura de templado, la temperatura de templado y el tiempo de retención de la precipitación y disolución del carburo secundario propuesto por la investigación determinan el proceso de tratamiento térmico óptimo para el martillo de placa: 1020 ℃ (manteniendo 3-4 h) enfriamiento de niebla a alta temperatura y enfriamiento por aire después 3 a 5 minutos Templado a 400 ℃ (calentar durante 5-6 horas, esparcir al aire y enfriar a temperatura ambiente). Después del temple y revenido, la estructura de la matriz es martensita templada + carburo eutéctico M + carburo secundario + austenita residual. Debido a que el martillo de placa es más grueso y pesado, para garantizar que la pieza fundida no se agriete durante el proceso de tratamiento térmico, se adopta una medida de aumento de temperatura escalonada. El proceso de tratamiento térmico se muestra en la Figura 5. La dureza del martillo de placa es de 58 ~ 62 HRC después del tratamiento térmico, y la tenacidad al impacto es tan alta como 8.5J / cm.