O que é Ni-Hard Steel?

Ni-Hard é um ferro fundido branco, com liga de níquel e cromo, adequado para abrasão deslizante de baixo impacto para aplicações úmidas e secas. Ni-Hard é um material extremamente resistente ao desgaste, fundido em formas e formatos que são ideais para uso em aplicações e ambientes abrasivos e de desgaste. O uso desse tipo de material geralmente começou com moinhos de barras e moinhos de bolas, onde os impactos foram considerados baixos o suficiente para que este material de desgaste frágil, mas altamente resistente à abrasão, tivesse um bom desempenho. No entanto, agora é considerado obsoleto à luz do uso de ferros de alto cromo e ferro branco cromo-molibdênio. As peças fundidas Ni-Hard são produzidas com um mínimo de resistência ao desgaste de dureza 550 Brinell, ferro fundido branco duro contendo 4% de Ni e 2% de cromo, usado para aplicações resistentes ao desgaste e resistentes ao desgaste nas seguintes indústrias:

  • Mineração
  • Tratamento da Terra
  • Asfalto
  • Moinhos de cimento

O padrão de aço Ni-hard é ASTM A532 Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 4.

Para revestimentos de moinhos, nossa fundição usa ASTM A532 Tipo 4 para fundir.

 

Composição química do material de revestimento de níquel duro

O papel de diferentes elementos químicos em revestimentos rígidos de Ni

Carbono: a maioria deles existe em carboneto na forma do composto, e o teor de carbono dissolvido na matriz é relativamente baixo. Para fazer com que a liga tenha uma certa tenacidade, o teor de carbono é selecionado na faixa de Hypoeutectic. Quanto mais alto o teor de carbono, mais carbonetos existem, menor é a temperabilidade e a tenacidade é muito baixa após a têmpera; se o teor de carbono é muito baixo e o teor de carboneto é muito pequeno, a liga não pode ser endurecida, e a composição da liga se desvia do componente eutético, que é fácil de aparecer, cavidade de contração e porosidade. O teor de carbono na liga não só determina o número de carbonetos e carbonetos eutéticos, mas também o carbono dissolvido na matriz também tem um impacto muito importante no subsequente tratamento térmico da liga. Com o aumento do teor de carbono na matriz, o ponto de transformação da martensita na liga diminui, resultando em um aumento do volume de austenita residual, e a matriz pode não estar suficientemente endurecida.

Cromo: o cromo é um forte elemento formador de carboneto. A adição de cromo adequado pode garantir a existência de uma certa quantidade de carboneto do tipo M7C3, o que melhorará a resistência ao desgaste do material.

Silício: O silício é um elemento promotor da grafitização, existe principalmente na matriz para fortalecer a matriz, quando o conteúdo é alto, a perlita é fácil de aparecer. Além disso, quando a liga tem temperabilidade suficiente, a adição de silício apropriado pode reduzir a austenita retida e melhorar a resistência ao desgaste.

Níquel: O níquel é um elemento estabilizador da austenita, que pode melhorar muito a temperabilidade da liga. Devido à formação de um grande número de carbonetos na liga, o grau de enriquecimento do níquel na matriz é significativamente aumentado e a temperabilidade pode ser totalmente exercida. Quando o teor de níquel é de 4% ~ 6%, pode-se obter uma estrutura de martensita, que pode melhorar a resistência ao desgaste do material.

Manganês: pode eliminar o efeito prejudicial do enxofre, estabilizar carbonetos e inibir a formação de perlita. O manganês é um elemento de austenita forte e estável no ferro fundido branco martensítico. No entanto, se o conteúdo for muito alto, a austenita retida será aumentada e a resistência será reduzida.

Composição Química de Revestimentos de Ni-Hard para Moinhos
elementosCSiMnCrNiSP
Conteúdo2.5-3.51.5-2.20.3-0.78.0-10.04.5-6.5<0.1<0.1

 

 

Tratamento térmico de forros de Ni-Hard para moinhos

O objetivo principal do tratamento térmico é obter a dureza necessária e a microestrutura ideal. No processo de tratamento térmico, a temperatura de austenitização é a mais importante. Além disso, o controle do tempo de espera e da taxa de resfriamento tem efeitos diferentes. Os seguintes sistemas de tratamento térmico podem ser selecionados para peças resistentes ao desgaste de material IV de ferro fundido de níquel duro:

  • São adotados dois revenimentos de baixa temperatura a 550 ℃ e 450 ℃.
  • A temperatura de recozimento é determinada de acordo com a composição real das peças, recozimento em 750 ℃ ​​~ 850 ℃.

No processo de tratamento térmico, a taxa de aquecimento e a taxa de resfriamento devem ser estritamente controladas para garantir o aquecimento e resfriamento uniforme das peças, de modo a evitar rachaduras causadas por estresse térmico.

 

Parâmetros de processo relevantes

  1. Escala do processo: referente a dados estrangeiros relevantes, dados de teste de laboratório e prática de produção, a escala deve ser de 1.5% - 2.0%.
  2. Permissão de usinagem: como a dureza do material após o tratamento térmico atinge acima de 60HRC, é muito difícil de processar. Portanto, a permissão de usinagem deve ser a menor possível. Em princípio, a margem de usinagem deve ser suficiente, geralmente 2-3 mm.
  3. Temperatura de vazamento: para garantir que a estrutura interna da peça fundida seja compacta, a temperatura de vazamento deve ser controlada a uma temperatura mais baixa, normalmente não mais do que 1300 ℃.
  4. Tempo de encaixotamento: devido à grande tendência de rachaduras do material, o tempo de encaixotamento deve ser estritamente controlado de acordo com a estação do ano após o vazamento. Geralmente, a caixa pode ser aberta uma semana após a fundição.
  5. Projeto de sistema de gating e riser: como a dureza do ferro fundido de níquel é superior a 50HRC, é fácil rachar após ser submetido a rápido aquecimento e resfriamento. Portanto, corte a gás ou goivagem a arco não podem ser usados ​​para risers de água, e apenas métodos mecânicos podem ser usados. Para facilitar a remoção do riser de água, ao projetar o riser de água, o assento do riser deve ser cerca de 15 mm mais alto do que a superfície viva, e sob a condição de alimentação suficiente, um "pescoço" é projetado na raiz do riser . Quanto ao número de risers, o princípio é garantir a estrutura interna densa; no sistema de comportas, há uma comporta reta, uma transversal e quatro bicos internos, pertencentes ao sistema de comportas abertas.
  6. Limpeza e moagem: após o tratamento térmico dos revestimentos do moinho, a água e a raiz do riser devem ser limpas e polidas. Durante a moagem, o superaquecimento local não deve ser gerado para evitar rachaduras.