Processus de production de barres de soufflage à haute teneur en chrome
Un grand concasseur à percussion présente les avantages d'une structure simple, d'un grand rapport de concassage et d'un rendement élevé. Il est largement utilisé dans les mines, le ciment, la métallurgie, l'énergie électrique, les réfractaires, le verre et les industries chimiques. La barre de soufflage est l'une des clés et facile à porter pièces d'usure de broyeur du grand concasseur à percussion. Il est fixé au rotor du concasseur avec une cale. Lorsque le concasseur fonctionne, le rotor rotatif à grande vitesse entraîne la barre de soufflage pour frapper le minerai cassé à une vitesse linéaire de 30 ~ 40 m / s. Le bloc de minerai mesure moins de 1500 mm, l'usure est très importante et la force d'impact est très importante. Résistance à l'abrasion et aux chocs.
Bien que l'acier traditionnel à haute teneur en manganèse, haute ténacité, mais pas une résistance à l'usure élevée, l'usure aussi. Bien que la fonte ordinaire à haute teneur en chrome ait une dureté élevée, elle n'est pas résistante et facile à casser. Visant les conditions de travail et les caractéristiques structurelles des grandes barres de soufflage du concasseur à percussion. nous avons développé une plaque en fonte à très haute teneur en chrome avec une résistance à l'usure complète élevée basée sur la fonte ordinaire à haute teneur en chrome existante en optimisant la conception de la composition et le processus de traitement thermique. La durée de vie des barres de soufflage à haute teneur en chrome est plus de 3 fois supérieure à celle de l'acier ordinaire à haute teneur en manganèse.
Composition chimique de barres de coup à haute teneur en chrome
Élément de carbone
Le carbone est l'un des éléments clés qui affectent les propriétés mécaniques des matériaux, en particulier la dureté du matériau et la résistance aux chocs. La dureté du matériau augmente considérablement avec l'augmentation de la teneur en carbone, tandis que la ténacité aux chocs diminue considérablement. Avec l'augmentation de la teneur en carbone, le nombre de carbures dans la fonte à haute teneur en chrome augmente, la dureté augmente, la résistance à l'usure augmente mais la ténacité diminue. Afin d'obtenir une dureté plus élevée et d'assurer une ténacité suffisante, la teneur en carbone est conçue pour être de 2.6% à 3.0%.
Élément de chrome
Le chrome est le principal élément d'alliage de la fonte à haute teneur en chrome. À mesure que le nombre de chrome augmente, le type de carbures change et la forme des carbures passe de MC3 à M7C3 et M23C6. Parmi les carbures, M7C3 a la dureté la plus élevée, et la microdureté peut atteindre HV1300 ~ 1800. À mesure que la quantité de chrome dissous dans la matrice augmente, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté diminue. Afin d'assurer une résistance élevée à l'usure, contrôle Cr / C = 8 ~ 10, un plus grand nombre de carbures eutectiques M7C3 à mailles cassées peut être obtenu; pendant ce temps, afin d'obtenir une ténacité plus élevée, la teneur en chrome est conçue pour être de 25% ~ 27%.
Élément de molybdène
Une partie du molybdène est dissoute dans la matrice en fonte à haute teneur en chrome pour améliorer la trempabilité; une partie forme des carbures MoC, ce qui améliore la microdureté. L'utilisation combinée de molybdène, de manganèse, de nickel et de cuivre offrira une meilleure trempabilité pour les pièces à parois épaisses. La barre de soufflage étant épaisse, étant donné que le prix du ferromolybdène est plus cher, la teneur en molybdène est contrôlée de 0.6% à 1.0%.
Élément en nickel et cuivre
Le nickel et le cuivre sont les principaux éléments de la matrice de renforcement en solution solide, améliorant la trempabilité et la ténacité de la fonte au chrome. Les deux sont des éléments ne formant pas de carbure et tous se dissolvent dans l'austénite pour stabiliser l'austénite. Lorsque la quantité est importante, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté diminue. Compte tenu du coût de production et de la solubilité limitée du cuivre dans l'austénite, la teneur en nickel est contrôlée entre 0.4% et 1.0% et la teneur en cuivre est contrôlée entre 0.6% et 1.0%.
Élément silicium et manganèse
Le silicium et le manganèse sont des éléments classiques de la fonte à haute teneur en chrome, et leur rôle principal est de désoxyder et de désulfurer. Le silicium réduit la trempabilité mais augmente le point Ms. Dans le même temps, le silicium empêche la formation de carbures, ce qui favorise la graphitisation et la formation de ferrite. La teneur est trop élevée et la dureté de la matrice est fortement réduite. Par conséquent, la teneur en silicium est contrôlée entre 0.4% et 1.0%. Le manganèse étend la région de phase austénite de la fonte à haute teneur en chrome, se dissout dans l'austénite, améliore la trempabilité et réduit la température de transformation de la martensite. Lorsque la teneur en manganèse augmente, la quantité d'austénite retenue augmente, la dureté diminue et la résistance à l'abrasion est affectée. Par conséquent, la teneur en manganèse est contrôlée entre 0.5% et 1.0%.
Autres éléments
S. P est un élément nocif, et il est généralement contrôlé en dessous de 0.05% en production. RE, V, Ti, etc. sont ajoutés en tant que modificateurs et inoculants composites pour affiner les grains, purifier les joints de grains et améliorer la résistance aux chocs de la fonte à haute teneur en chrome.
Composition chimique de barres de coup à haute teneur en chrome | ||||||||
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 |
Processus de moulage de barres de soufflage à haute teneur en chrome
Processus de modélisation
Les dessins de la barre de soufflage en chrome, poids: 285 kg, la taille: voir ce qui suit. Pour garantir les exigences d'installation de la barre de soufflage, la déformation en flexion plane de la barre de soufflage est ≤ 2 mm. La surface de la barre de soufflage étant extrêmement élevée, il ne doit y avoir aucune dépression ni saillie. Pour assurer la densité de la coulée, nous utilisons un moulage au sable en résine à haute résistance avec un retrait linéaire de 2.4 ~ 2.8% .Le rapport de section transversale du système de porte est conçu selon ΣF à l'intérieur: ΣF horizontal: ΣF droit = 1: 0.75: 1.1 Il adopte le moulage horizontal et le versement incliné, et en même temps aide le chauffage et la montée de température et le fer de refroidissement externe direct. Le rendement du processus est contrôlé à 70% ~ 75%.
Au cours du processus de production d'essai, nous avons adopté les trois processus de modélisation de la figure 2, de la figure 3 et de la figure 4. Après le moulage et le meulage, il a été constaté que le marteau produit par le processus de la figure 2 et de la figure 3 a différents degrés de surface dépression et déformation en flexion. La méthode d'augmentation de la colonne montante ne peut pas éliminer la dépression de surface et la déformation par flexion, ce qui ne répond pas aux exigences d'installation. Sur la base du résumé de l'expérience de production d'essai du processus de moulage de la figure 2 et de la figure 3, nous avons décidé d'utiliser le processus de moulage par coulée inclinée par moulage horizontal illustré à la figure 4. La surface du marteau après la coulée et le meulage n'a pas de dépression et de flexion déformation, et la déformation est ≤ 2 mm. Répondez aux exigences d'installation. Le processus de production spécifique est le suivant: Une fois le moule en sable fabriqué horizontalement, une extrémité du moule en sable est soulevée jusqu'à une certaine hauteur pour former un certain angle d'inclinaison. (Dans la production réelle, l'angle du moule en sable est généralement déterminé en fonction de la forme, du poids et des caractéristiques structurelles de la pièce moulée. L'angle d'inclinaison est généralement contrôlé entre 8 ° et 20 °). Le fer fondu est introduit à partir de la grille et le fer fondu entre d'abord dans la cavité pour atteindre le point le plus bas. Il est d'abord solidifié par l'effet de refroidissement du fer refroidi extérieurement. Sous forte pression, la colonne montante atteint son maximum lorsqu'elle est remplie de fer fondu, et la colonne montante se solidifie finalement pour réaliser une solidification séquentielle, obtenant ainsi une pièce moulée à structure dense et sans retrait.
Processus de moulage
Un four électrique à moyenne fréquence de 1000 kg (revêtement de four à sable de quartz) est utilisé pour la production de fusion. Un agent de scories composite de calcaire + verre brisé est ajouté avant la fusion. Une fois la majeure partie de la charge fondue, le laitier est éliminé, puis le ferrosilicium et le ferromanganèse sont ajoutés pour désoxyder, et l'aluminium est inséré à une quantité de 1 kg / t.Après la désoxydation finale, le fil est déchargé du four et la température de fusion est contrôlée entre 1 ° C et 500 ° C
Afin d'améliorer davantage la résistance à l'abrasion globale du marteau à plaque, nous améliorons la morphologie des carbures de fonte à haute teneur en chrome grâce à des processus de traitement de modification et d'inoculation des composites, réduisons les inclusions, purifions la fonte fondue, les grains raffinés et améliorons la consistance des croisés. structure de section et performance des pièces moulées épaisses et lourdes. L'opération spécifique est: préchauffer la poche à 400 ℃ ~ 600 ℃, ajouter une certaine quantité de modificateur composite Re-A1-Bi-Mg et d'inoculant composite V-Ti-Zn dans la poche avant de la couler, et verser le fer fondu Après le laitier est pulvérisé, le laitier résiduel est rapidement agrégé pour purifier davantage le fer fondu, et en même temps, un revêtement d'isolation thermique est formé pour faciliter la coulée. Le fer fondu est sédaté pendant 2 à 3 minutes et la température de coulée est contrôlée entre 1380 ° C et 1420 ° C.
Processus de traitement thermique à haute teneur en chrome
Pendant la trempe et le chauffage à haute température de la fonte à très haute teneur en chrome, la solubilité des éléments d'alliage dans l'austénite augmente avec l'augmentation de la température. Lorsque la température de trempe est basse, en raison de la faible solubilité du carbone et du chrome dans l'austénite, davantage de carbures secondaires précipiteront pendant la conservation de la chaleur. Bien que la plupart de l'austénite puisse être transformée en martensite, la teneur en carbone de l'austénite et la teneur en éléments d'alliage sont faibles, de sorte que la dureté n'est pas élevée. Avec l'augmentation de la température de trempe, plus la teneur en carbone et la teneur en alliage dans l'austénite sont élevées, plus la martensite formée après transformation est dure, et donc la dureté de trempe augmente. Lorsque la température de trempe est trop élevée, la teneur en carbone et la teneur en alliage de l'austénite à haute température sont trop élevées, la stabilité est trop élevée, plus la vitesse de refroidissement est rapide, moins les carbures secondaires précipitent, plus l'austénite est retenue et la dureté de trempe Plus il est bas. Avec l'augmentation du temps de trempe et de maintien, la macrodureté de la fonte à très haute teneur en chrome augmente d'abord, puis diminue. L'effet du temps de maintien austénitisant sur la dureté de la fonte à très haute teneur en chrome est essentiellement l'effet de la précipitation des carbures secondaires, de la proximité de la réaction de dissolution et de l'état d'équilibre sur la teneur en carbone et la teneur en alliage de l'austénite à haute température. Une fois que la fonte à très haute teneur en chrome est chauffée à la température d'austénitisation, le carbone sursaturé et les éléments d'alliage dans l'austénite précipitent sous forme de carbures secondaires, ce qui est un processus de diffusion. Lorsque le temps de maintien est trop court, la quantité de précipitation des carbures secondaires est trop petite. Parce que l'austénite contient plus de carbone et d'éléments d'alliage, la stabilité est trop élevée. La transformation martensitique est incomplète lors de la trempe et la dureté de la trempe est faible. Avec l'augmentation du temps de maintien, la quantité de précipitation des carbures secondaires augmente, la stabilité de l'austénite diminue, la quantité de martensite formée lors de la trempe augmente et la dureté de la trempe augmente. Après un certain temps de maintien, la teneur en carbone et la teneur en alliage dans l'austénite atteignent l'équilibre. Si vous continuez à prolonger le temps de maintien, les grains d'austénite deviennent plus grossiers, ce qui entraîne une augmentation de la quantité d'austénite retenue et une diminution de la dureté de trempe.
Selon la norme nationale, les spécifications du processus de traitement thermique GB / T 8263-1999 «Fonte blanche anti-usure», la référence aux matériaux de référence, la précipitation secondaire du carbure et la température de trempe de dissolution, la température de revenu et le temps de maintien sont déterminés pour déterminer le poids maximum du marteau à plaque Le meilleur processus de traitement thermique est: 1 ° C (conservation de la chaleur pendant 020 ~ 3h), trempe au brouillard à haute température, refroidissement par air après 4 ~ 3min et revenu à haute température à 5 ° C (chaleur conservation pendant 400 ~ 5h, refroidissement par air diffus à température ambiante). La structure de la matrice après trempe et revenu est une martensite revenue + carbure eutectique M6C7 + carbure secondaire + austénite résiduelle.
Parce que les barres de soufflage à haute teneur en chrome sont épaisses et lourdes, afin de garantir que la pièce moulée ne se fissure pas pendant le traitement thermique, un chauffage par étapes est adopté. Après le traitement thermique du marteau à plaque, la dureté est de 58 ~ 62HRC et la ténacité à l'impact est aussi élevée que 8.5J / cm2 (spécimen non entaillé de 10 mm x 10 mm x 55 mm).
Commentaires sur les barres de soufflage à haute teneur en chrome
- La coulée horizontale est utilisée pour faire un coulage incliné, une colonne montante d'isolation de chauffage auxiliaire et un fer de refroidissement externe direct. La surface du marteau est exempte de dépressions et de saillies. La déformation en flexion est inférieure ou égale à 2 mm.
- Le meilleur processus de traitement thermique de la barre de soufflage est 1 ℃ (conservation de la chaleur 020 ~ 3 h), trempe au brouillard à haute température, refroidissement à l'air après 4 ~ 3 min et revenu à haute température à 5 ℃ (conservation de la chaleur 400 ~ 4 h, diffusion refroidissement par air à température ambiante). Martensite trempée + carbure eutectique M6C7 + carbure secondaire + austénite retenue. La dureté après traitement thermique est de 3 ~ 58HRC et la ténacité aux chocs est de 62J / cm8.5.
- Les barres de soufflage à haute teneur en chrome ont une durée de vie trois fois supérieure à celle des barres de soufflage en acier au manganèse