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淺談球磨機磨材料中各化學成分的耐磨作用

淺談球磨機磨材料中各化學成分的耐磨作用

時間：2018-07-19 14:33:13  來源：  瀏覽次數(shù)：89

球磨機耐磨材料的研究，目前正面臨著一個激烈競爭的時代，但同時也擁有一個美好和廣闊的前景。因為有工業(yè)就有磨損，工業(yè)越發(fā)達，需要的耐磨材料就越多。相信經過努力，耐磨材料與磨損技術一定會取得新的進。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國金屬耐磨材料經歷了三個階段：第一代耐磨材料——高錳鋼。優(yōu)點：韌性極好,在強沖擊條件下產生加工硬化；缺點:易發(fā)生塑性變形,不耐磨。第二代耐磨材料——鎳硬鑄鐵。優(yōu)點:硬度高,耐磨性好；缺點:碳化物含量高，脆性較大,稀有金屬鎳的加入量較大，生產成本高，應用范圍小。第三代耐磨材料——高鉻鑄鐵和各類合金鋼。高韌性、低成本及良好的耐磨性，使得各類合金鋼得到快速發(fā)展。下面我們就來分解說分析一下各種化學成分在耐磨材料里面起到的作用：

錳:是形成奧氏體的元素，對碳化物的形成也起作用，過高的錳將使組織中出現(xiàn)奧氏體，奧氏體組織不適宜作磨球，因為奧氏體磨球不論在干磨和濕磨中，都會造成大量破碎和剝落，但由于脫氧和去硫都用錳,因此錳的含量在耐磨球中不可以過高。

碳:高錳鋼鑄件耐磨性不是含碳量越高越耐磨，而是有一個極限值，當含碳量>1.4％后鑄態(tài)析出碳化物很多，水韌處理時碳化物不能完全溶到奧氏體中去，間隙固溶的碳化物也達到了飽和，這樣不僅對耐磨性沒有好處，而且降低材料的強度和韌性，服役時容易斷裂。

硅：含硅量高，降低碳在奧氏體中的溶解度，碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韌處理后，在晶界上留下較大的顯微疏松，但為了完全消除，鋼中的含硅量，控制在0.4—0.6％最佳，含硅量>0.8％對高錳鋼各項性能無明顯影響。

錳：高錳鋼由于含錳量高，鋼的鑄態(tài)組織為奧氏缽及碳化物，經1000攝氏度左右加熱水淬處理(通常稱水韌處理)后。絕大部分碳化物固溶于奧氏體中，鋼的組織為單相奧氏體或奧氏體加少量碳化物。

硫：由于鋼中含錳量高，能生成大量的MnS從渣中排出。又由于是在堿性渣中熔煉，硫可順利降低到0.03％以下。這樣低的硫量對鋼的強度、韌性和耐磨性均無明顯影響。

磷：磷單獨溶解在鋼中很少，常以Fe2p，F(xiàn)e3P的形式存在于晶界上使鋼的強度、韌性和耐磨性大為降低，碳含量高加劇了P以共晶形式析出在晶界上。為了保證性能，應遵循以下關系：C%=11.27-2.761×P%。生產中要控制磷含量≤0．08％：重要、復雜、厚壁件≤0．07％。

鉻:鉻是碳化物形成元素。鉻除與碳結合成碳化物外，其余部分溶于基體內，從而提高基體的電極電位，對抗腐蝕是有利的。若其含量較小時，可能會出現(xiàn)M3C型碳化物，使硬度和韌性都降低。若其含量較大時，結晶時碳化物數(shù)量顯著增多，使韌性明顯下降，同時由于基體中含碳量降低，導致基體的硬度降低，從而耐磨性下降。但現(xiàn)在已經有部分廠家采用特殊的生產和處理工藝解決了這個問題，使鉻的含量最大可達到30%。

釩(鈦):這兩種元素是生鐵中自然帶入的，于微量合金元素，它們能形成硬度很高的碳氮化物,彌散在基體中，有利于提高基體的顯微硬度和耐磨性，同時對晶粒的細化也是有利的。

鎳(銅):鎳(銅)是奧氏體形成元素，多加了組織中出現(xiàn)奧氏體。在屈氏體磨球中加鎳主要作用是提高基體電極電位，提高耐蝕性，但多加不經濟，微量即起作用。

鉬:鉬的主要作用是細化基體，細化碳化物，提高基體的電極電位，提高耐蝕性。因價格高，加不經濟。在金屬型鑄造條件下，加入少量即可起明顯作用，實用于有特殊要求的耐磨鋼球。

在這么多的化學元素如何搭配才能讓材料達到最佳的耐磨效果呢？這是耐磨材料優(yōu)化選取的首要原則，要根據(jù)不同耐磨材料的不同使用工況，作合理的選擇。首先，要正確分析工件的使用工況條件及其磨損機理,了解各種耐磨材料的性能指標，使其在最佳工況下發(fā)揮最佳效果，這對于減少磨損，降低能耗，節(jié)約能源，延長使用壽命，具有直接的意義。柳州雙鎧工業(yè)有限公司專研耐磨材料10余年，在金屬元素搭配與非金屬結合方面取得了良好的成績，它自主研發(fā)的熔瓷襯板、瓷粉合金襯板都是國家的專利產品，在鋼鐵、水泥、碼頭、礦山等物料輸送系統(tǒng)上能夠起到遠遠超越一般耐磨材料的效果，為客戶盡可能低的生產成本和較高的使用壽命，以降低綜合成本，從而提高經濟效益和社會效益。

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