Análise da força e principais formas de falha de placas de mandíbula
A camisa de britagem de mandíbula fixa para britador de mandíbula produzida por nossa empresa é usada principalmente para britagem bruta e média de materiais duros. Durante o processo de trabalho, ele suporta a força de atrito do material, grande força de esmagamento e impactos na carga de compressão. As condições de trabalho são muito duras.
Análise de força
Quando o material a ser triturado cai de um certo nível da cachoeira sob a ação da gravidade, ele impacta diretamente o material do fundo, e a placa de mandíbula móvel aperta e esmaga repetidamente o material através do movimento de ciclo alternativo e da placa de mandíbula fixa. O material rola e desliza repetidamente entre a placa de mandíbula móvel e a placa de mandíbula fixa durante o movimento para baixo. Devido ao impacto, tombamento e compressão do material, ele está sujeito a forte desgaste. Portanto, o produto deve ser capaz de suportar cargas de impacto múltiplo de alta energia e o atrito de rolamento e deslizamento deve ter resistência à abrasão considerável.
Forma de falha
Falha de desgaste
No processo de serviço de forro de britagem de mandíbula fixa britador, falha de desgaste é a principal forma de falha. No processo de trituração do material, além do impacto do material, a superfície do forro de trituração da mandíbula fixa também é submetida à trituração e prensagem do material, portanto os modos de ruptura por desgaste são sulcos, fossas e trincas . No entanto, devido aos diferentes materiais do revestimento, esses três modos de falha por desgaste não desempenham um papel principal ao mesmo tempo. Os materiais duros com baixa resistência à abrasão são causados principalmente por sulcos e falhas de deformação, e os materiais com alta resistência à abrasão são principalmente rachaduras e falhas de cavidade.
O desgaste do material não está apenas relacionado à dureza do material triturado, mas, mais importante, à proporção de dureza do material de revestimento em relação ao material triturado. De acordo com o princípio básico do desgaste abrasivo, a dureza Ha do material é muito maior do que a dureza do material metálico Hu. , O material metálico está muito gasto. Quando Hu / Ha > 1.25 ~ 1.30, o desgaste será bastante reduzido. Portanto, aumentar a dureza do material pode aumentar significativamente a capacidade do material de resistir ao desgaste abrasivo.
Falha de fratura
Existem muitos motivos para o fracasso da fratura. Primeiro, o material em si é muito baixo em tenacidade. Por exemplo, o material de revestimento feito de ferro fundido branco resistente ao desgaste é usado em grandes britadores. Defeitos como rachaduras de têmpera se tornarão a fonte de rachaduras e se expandirão rapidamente sob a carga de impacto. Portanto, para uma placa de forro, se a placa de forro quebrar repentinamente devido à resistência insuficiente, as consequências são graves, então a placa de forro deve ter resistência suficiente.
Requisitos de desempenho das placas do britador de mandíbula
Pode-se ver na análise acima que um bom revestimento do britador deve ter as seguintes propriedades.
- Alta resistência à abrasão e alta dureza. De acordo com o princípio de que a quantidade de desgaste de corte é inversamente proporcional à dureza do material, a dureza do material ou a dureza de um determinado componente no material deve exceder a dureza do abrasivo para reduzir a quantidade de desgaste.
- Alta resistência ou alta resistência à fadiga. O britador funciona continuamente por 6 a 12 meses, e seu ciclo de tensão pode chegar a 6 × 106 ~ 6 × 107 vezes, o que já é uma categoria de fadiga. O material de alta resistência à fadiga evita rachaduras por fadiga e danos por descamação.
- Alguma resiliência. Para evitar a quebra do forro, o material deve ter certa tenacidade. Porque certa tenacidade é uma garantia importante para seu trabalho seguro.
Análise e design de processos técnicos
A placa de mandíbula deste britador originalmente usava ZGMn13-4, e as propriedades mecânicas após o tratamento de endurecimento com água eram: σb 615 ~ 1275MPa; σ0.2 340 ~ 470 MPa; ζ 15% ~ 85%; αK 96 ~ 294 J / cm2; HB l80 ~ 225. ZGMn1-4 Dependendo da carga de impacto, a profundidade da camada de superfície endurecida pode chegar a 9 ~ 18 mm. Camada endurecida de alta dureza resiste ao desgaste abrasivo por impacto. Uso contínuo real 15 a 20 dias falha por desgaste.
Levando em consideração o status do serviço desta peça de trabalho e as vantagens e desvantagens de ZGMn13-4, nossa empresa decidiu usar GB / T24733-2009 QTD HBW450 em vez de ZGMn13-4.
Placas de mandíbula de ferro dúctil Projeto de composição química
Selecione ferro-gusa S e P de baixa qualidade, use FeSi75 como inoculante e nebulizador FeSiMg6RE2 e adicione uma certa quantidade de Cu e Mo.
- C é um dos elementos básicos do ferro fundido nodular. Um conteúdo C adequado é favorável à grafitização. Como a grafite nodular tem o menor impacto nas propriedades mecânicas da peça fundida, o teor de C do ferro fundido nodular é geralmente maior do que o ferro fundido cinzento. Considerando que a espessura da parede principal da peça fundida é de cerca de 40 ~ 80 mm, o conteúdo de C é de 3.4% ~ 3.6%.
- No ferro fundido nodular, o Si é um elemento de grafite e o Si é o segundo elemento mais importante depois de C. O Si pode aumentar de forma estável o teor de ferrita, reduzir efetivamente a tendência de branco da fundição e também melhorar a circularidade da grafite. Refine o grupo eutético. No entanto, o Si aumentará a temperatura de transição frágil da fundição e reduzirá a tenacidade ao impacto da fundição, de modo que o teor de Si deve ser razoavelmente reduzido, e o teor de Si é considerado de 2.4% a 2.6%.
- S é um elemento anti-esferoidizante típico. Como o S tem forte afinidade com os elementos esferoidizantes como Mg e RE, o S consumirá grande quantidade de Mg e RE no ferro fundido, formando sulfetos de Mg e RE, causando poros e aprisionamento oxidativo. Defeitos como escória. O teor de enxofre deve ser inferior a 0.03%.
- P é um elemento nocivo no ferro dúctil. Quando seu teor é inferior a 0.05%, o P é dissolvido na matriz metálica e tem pouco efeito nas propriedades mecânicas da peça fundida. Quando o conteúdo é maior que 0.05%, o P segregou facilmente no limite eutético, formando eutéticos de fósforo binário, ternário ou composto, reduzindo a tenacidade do ferro fundido. À medida que o conteúdo de P aumenta, a temperatura de transição frágil da fundição aumenta. Portanto, o conteúdo de P no ferro dúctil é geralmente exigido como sendo inferior a 0.045%.
- O Mn no ferro dúctil aumenta principalmente a estabilidade da perlita, forma facilmente carbonetos e afeta a tenacidade das peças fundidas. Portanto, quanto menor o Mn no ferro dúctil, melhor, mas a placa de revestimento é ferro dúctil perlita e o teor de manganês é de 0.8% a 1.0%.
- Cu e Mo são os elementos que melhoram a temperabilidade das peças fundidas em ferro fundido de grafite esferoidal. Elementos de Cu e Mo são adicionados de acordo com a espessura das peças fundidas para garantir que as peças fundidas possam ser endurecidas.
Tratamento térmico de placas de ferro dúctil de mandíbula
É aquecido por forno de resistência e temperado por forno de nitrato.
- Temperatura de austenitização e tempo de austenitização
A temperatura de austenitização é de 910 ℃ ± 10 ℃. O tempo de austenitização é determinado de acordo com o tamanho da peça, a espessura da parede, o número de peças que podem ser colocadas no forno e a influência do método de aquecimento. - Temperatura de têmpera isotérmica e tempo de transição isotérmica
O tempo do conversor de tratamento térmico é inferior a 18 segundos, e a temperatura e o tempo de têmpera isotérmico são determinados de acordo com o tamanho da peça, a espessura da parede, a quantidade de peças que o forno pode conter, o método de aquecimento e a influência do banho de sal método. - Microestrutura e propriedades após tratamento térmico
Estrutura da matriz após tratamento térmico: ferrita acicular + austenita rica em carbono + bolas de grafite. São permitidas pequenas quantidades de martensita e carbonetos. Requisitos de desempenho: resistência à tração δs≥1600MPa, resistência ao escoamento δ0.2≥1300MPa, dureza HRC≥48, energia de impacto (sem lacuna): αk≥25J.
Projeto de processo de fundição de placas de ferro dúctil
1) Modelagem de areia de resina. O peso unitário da peça fundida é 183㎏, a espessura da parede é irregular e o alimentador de cego está encolhendo.
2) A temperatura de vazamento é de 1350 1370 ℃, o tempo de vazamento é controlado para ser de 29 ~ 32 segundos e cada caixa de ferro fundido é de cerca de 205㎏.
3) O tempo de fundição de cada saco esferoidizante não é superior a 8 minutos; o nível de esferoidização é 2 ou mais; o tamanho da esfera de grafite é 6 ou mais; o número de esferas de grafite é superior a 100 por mm2; a proporção de esferoidização é superior a 85%; o teor de perlita é superior a 50%.
resultados do teste
Os resultados reais do teste são esferoidização fundida grau 2, perlita 65%, bolas de grafite 5, bolas de grafite mais de 120 por mm2, HRC51 ~ 54 após o tratamento térmico, resistência ao impacto 30 ~ 35J / cm2, dos quais ferro acicular O corpo é menor, veja a foto.
Após ser usado em uma britadeira de mandíbula 400X600, a dureza de processamento de superfície pode chegar acima de HRC65. Após a medição, a espessura da camada superficial endurecida é de 20-25 mm. Após 30 dias de uso contínuo, os dentes apresentarão sinais de desgaste e retificação. Sucata devido ao uso e desgaste de 50 dias. Recebido calorosamente pelos usuários.