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园锥破碎机轧臼壁的研制和应用

发布时间:2008-10-08
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1.轧白壁工件的选材分析
根据轧臼壁工件在实际工况条件下的受力状态,服役特点(高周次的强烈冲击、磨擦、挤压、剪切的反复),结合国内目前使用耐磨材料现状,经一系列对比分析、反复试验我们选择了在强烈冲击、磨擦、挤压,剪切工况条件下具有强大潜能(加工硬化能力)的高锰钢作为制作轧臼壁工件的材质。
1.1轧臼壁工件化学成份的确定
高锰钢的耐磨性由钢的化学成份,钢中夹杂物含量,钢中碳化物的溶解与偏析度,钢的晶粒度和铸造质量的优劣等决定。
1.2高锰钢中各元素对其性能的影响
碳: 高锰钢铸件耐磨性不是含碳量越高越耐磨,而是有一个极限值,当含碳量>1.4%后铸态析出碳化物很多,水韧处理时碳化物不能完全溶到奥氏体中去,间隙固溶的碳化物也达到了饱和,这样不仅对耐磨性没有好处,而且降低材料的强度和韧性,服役时容易断裂。
锰:高锰钢由于含锰量高,钢的铸态组织为奥氏钵及碳化物,经1000℃左右加热水淬处理(通常称水韧处理)后。绝大部分碳化物固溶于奥氏体中,钢的组织为单相奥氏体或奥氏体加少量碳化物。
磷:磷单独溶解在钢中很少,常以Fe2p,Fe3P的形式存在于晶界上使钢的强度、韧性和耐磨性大为降低,碳含量高加剧了P以共晶形式析出在晶界上。为了保证性能,应遵循以下关系:C%=11.27-2.761×P%。生产中要控制磷含量≤0.08%:重要、复杂、厚壁件≤0.07%。
根据以上分析,本次试验确定用于制作轧臼壁工件的高锰钢化学成份为ZGMnl3-3,即0.9-1.3%C,11.0-14.0%Mn,0.3-0.8%Si,S≤0.05% P≤0.08%。
2.1工艺设计要点
(1)大型车板造型工艺:据轧臼壁工件外轮廓尺寸大(φ2360×φ1410.1 ×615.5)为回转体,设计了大型车板造型工艺,以中间直浇道,四条发射状双层内浇道注入铁水,四个顶压边冒口补缩及多因素控制铸造新工艺。
该工艺有利于铸件形成等轴晶,消除柱状晶。采用本工艺浇注成型铸件合格率达98%以上。
3.熔炼和浇注工艺
(1)整个熔炼过程在3T电弧炉中进行,金属炉料为高锰钢衬板回炉料,80%Mn-Fe、75%Si-Fe为补加合金元素,插铝终脱氧。以保证冶炼出高质量的高锰钢铁液。熔炼温度要求大于1500℃。
(2)配料计算、加料顺序及时间,温度控制,炉前处理,合箱浇注等工均要准确无误,严格按操作规程进行。
(3)熔炼时严格加料顺序,按工艺要求控制好各期(氧化期、还原期)冶炼质量,熔炼温度要求大于1500℃。
4.热处理工艺:
将清理干净的砸臼壁工件按要求装入热处理炉中,并按图2所示的热处理规范进行热处理。
工艺要点:1小时升温到300-400℃,然后按每小时50-80℃的速度升温到1000-1050℃,使高锰钢充分进行奥氏体化,保温2-3小时,然后将其淬入水中进行水韧处理总计处理时间为13~14小时。
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