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鋼球制造工藝之鑄造和鍛造

最后編輯:2015-08-19  瀏覽:3163 次  【字體:  
[導讀] 鋼球制造中根據球磨機制造工藝可以分為兩種:鑄造和鍛造

鋼球制造中根據球磨機制造工藝可以分為兩種:鑄造和鍛造,但是他們的耐磨程度是不一樣的。由于破碎物料,鋼球需要良好的耐磨性又需要足夠韌性,通常用合金鋼、高錳鋼、鑄鐵加鉻鐵等材料用鍛造或鑄造方法一次成型,配上相應的熱處理工藝就比較經濟一點,球磨機鋼球根據工藝和材質可以分為:

1、鍛造鋼球:低碳合金鋼球、中碳合金鋼球、高錳鋼球、稀土鉻鉬合金鋼球;

2、鑄造鋼球:低鉻鑄球、中鉻鑄球、高鉻鑄球。

現在市場上哪種鋼球最好呢?現在讓我們來分析一下:

一、鍛造鋼球:

表面質量好,抗沖擊性好,韌性強,耐磨性好,不易破碎和失圓。就是將金屬加熱溫度達700-1300℃,利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷,優化微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。此外,鍛造鋼球要耐磨必須選用最耐磨的材料,比如國標的60Mn、65Mn,或有些公司自主研發的高效耐磨合金鋼材料,并且建議采用國家特大型鋼廠生產的鋼材,同樣是一種材料,在不同的鋼廠生產出來的質量也是不等的,而鍛件的質量好壞80%取決于材料的好壞,比如采用高錳鋼,抗沖擊性好,韌性強,耐磨性好,不易破碎。鍛造鋼球因為價格便宜,經濟耐用等特點深受廣大用戶青睞,例如國際礦業巨頭力拓、必和必拓、安格魯黃金等均使用鍛造鋼球。

鍛造生產的特點:

(1)把加熱后的金屬材料鍛制成各種形狀的工具、機械零件或毛坯,謂之鍛造。鍛造可以改變金屬材料內部組織,細化晶,提高其機械性能。

(2)鍛造生產必須使用加熱設備、鍛壓設備以及許多輔助工具。

(3)鍛壓設備主要有蒸汽錘、空氣錘、模鍛錘、機械錘、夾板錘、彈簧錘、皮帶錘、曲柄壓力機、摩擦壓力機、壓機、擴孔機、輥鍛機等。

二、鑄造鋼球:

中低鉻鑄球耐磨性能差、破碎率高,雖廉價,但綜合性價比不高,在此不推薦。高硌鑄球硬度優良,是一種優質的耐磨材料,在水泥業干式球磨機中得到了廣泛應用,但高鉻鑄球韌性較差,在直徑大于3米的球磨機中容易發生破碎,而且價格較高。

鑄造鋼球材質的影響:一般來說,硬度越大的鋼球其耐磨性也愈大。要提高鋼球的耐磨性,就要增加其硬度,但隨著硬度的提高,鋼球的抗沖擊韌性就會降低,同時鋼球的硬度還要兼顧襯板的材質和硬度,不可過高(砸壞襯板),也不宜過低(不耐磨)。因此,如何兼顧鋼球適宜的硬度和良好的抗沖擊韌性是提高鋼球耐磨性的關鍵。

鋼球常用的材料有:

低碳合金、高錳鋼、高鉻鑄鐵、高碳高錳合金鋼。 低碳合金鋼球有較好的韌性且價格低廉,在同種工況下,其使用壽命比低鉻鑄球提升1倍以上;

高錳鋼韌性好,工藝性好,價格低,其主要特點是在較大的沖擊或接觸應力的作用下,表面層將迅速產生加工硬化,其加工硬化指數比其它材料高5-7倍,耐磨性得到較大的提高;

高鉻鑄鐵是一種具有優良抗磨性能的耐磨材料,但韌性較低,易發生脆性破碎且價格昂貴。

高碳高錳合金鋼主要為含鉻、鉬等種元素的合金結構鋼,硬度高、韌性好,其基體組織有馬氏體,貝氏體或貝氏體 馬氏體復合組織。鋼球硬度為HRC60左右,沖擊韌性≥15J/CM2,在同等工作條件下,其使用壽命至少比高錳鋼球提高1倍以上。

鋼球的調質熱處理是關鍵,調質熱處理后不僅要求整體韌性達到12焦耳/CM2,而且要求有相當的塑性和耐磨性,但一般的鑄造工藝只能達到3-5焦耳,導致破碎率較高,即使是高鉻鑄球,所以在工況強度較大時,建議使用鍛件。

鋼球的制造工藝也是決定其使用壽命的關鍵因素。如果鋼球表面或內部制造中存在缺陷,如縮孔、裂紋、穿晶等,不僅會降低鋼球性能,甚至會造成鋼球破碎。因此,在鋼球生產中必須制定合理的鍛造、鑄造和熱處理工藝。例如對高鉻鑄鐵球,應采用立澆和合理使用外冷鐵,并嚴格控制澆鑄溫度等措施,這樣可使鋼球在鑄造有良好的凝固順序和補縮條件,進而得到致密的內部組織,并減弱晶粒粗大的現象。鋼球的熱處理工藝則決定了其力學性能的實現和碳化物的分布形態。由于在鋼球的成分中都含有一定量的鉻和其它合金元素,因此如何使這些合金元素形成硬質點碳化物的作用充分發揮出來,也是制定熱處理工藝時考慮的一個因素。總之,制定合理的生產工藝和嚴格的質量檢驗手段,是保證鋼球達到使用性能的先決條件。

綜上所述,鍛件優于鑄件,具體使用何種鋼球更合適還要根據各自的工況特點和經濟實力。俗話說,沒有最好,只有更好,不買貴的,只買對的。

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