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磨球和衬板材料硬度与磨损机制的关联

作者:admin来源:中国磨粉机网 日期:2012-6-29 11:53:42 人气: 标签:

  低合金钢与低铬铸铁材质配副性实验为配副的上下试样的磨损量随硬度差的变化曲线。由可以看出,低铬铸铁上试样和低合金钢下试样的磨损量走向基本相同,当硬度差为0时,二者的磨损量均为最小值;在硬度差为2.8HRC左右时,下试样的磨损量与上试样相等。可以看出当两个磨损副硬度相当时其总磨损量最小。低铬铸铁和硬度为39HRC的低合金钢(试样5)配副时下试样的磨损形貌图。在(a)中,材料磨损表面形成大量的麻坑;(b)可以看裂纹经扩展并相互连接,使这块材料即将形成磨屑;在裂纹里面可以看到一些碎状的颗粒,通过能谱证实这些是破碎的石英砂颗粒;在磨面上有些冲击坑,在坑的周围有塑变唇,塑变唇经再次碾压而发生新的塑性变形。从照片上很少看到显微切削划痕,说明下试样的磨损机制中基本没有显微切削磨损机理。

  在这一组配副磨损中,由于下试样低合金钢的硬度低,但是韧性好,所以在冲击磨损过程中,磨粒优先被压入下试样表面,而且压入的深度深,所以在后续的运动中磨粒因为压入较深而被夹持在下试样的磨损表面上,下试样表面在反复的高强度挤压下,材料发生反复塑变形而在亚表层形成应力周变,导致材料反复冷作硬化,材料硬化到超过材料的强度极限时而在亚表层产生裂纹,导致材料呈扁平状磨屑脱落;对于上试样,由于比下试样硬,磨粒不能压入,而且低铬铸铁为典型的脆性材料,所以其失重主要由压入下试样的磨粒对上试样的显微切削和表层材料在受多次冲击后的发生微观疲劳剥落。

  为低铬铸铁和硬度为47HRC的低合金钢(试样3)配副时下试样的磨损形貌图。在此组配副中,上下试样硬度差为0.从中,发现表面有大量的冲击坑,在坑的周围布满塑变唇,而且塑变唇在经后续的挤压已经再次被压平;还可以看到由于磨粒的犁皱作用而产生塑变脊;在图上有波纹状的痕迹;从电镜上还可以看到试样的表面有一些显微切削;在这组配副下,下试样的磨损机理已多次塑变为主,附带一些显微切削磨损。为低铬铸铁和硬度为53HRC的低合金钢(试样1)配副时下试样的磨损形貌图。从看出,磨损表面布满了短程显微切削;磨损面上小的冲击坑也多,在坑的周围很少有塑变唇;表面微观裂纹较多,裂纹在冲击的作用下经扩展而形成长条状的大裂缝。

  在高锰钢下试样和低铬铸铁上试样的磨损实验中,用高锰钢的磨损失重与前面几组配副时低合金钢的磨损失重比值作为低合金钢的相对耐磨性,当上下试样硬度相当时,其相对耐磨性为1.38倍。用与高锰钢配副时的低铬铸铁试样的磨损失重与前面几组与低合金钢配副时低铬铸铁试样的磨损失重比值作为后者的相对耐磨性,。从图中看出,与低合金钢配副的低铬铸铁试样也在其上下试样硬度相当是耐磨性最好,其相对耐磨性为1.106.

  结论(1)根据高锰钢加工硬化程度随冲击功的变化曲线可以推断出该选矿厂棒磨机衬板大约受到1.1J冲击功的冲击作用;球磨机衬板大约受到1.7J冲击功的冲击作用,虽然有一定的加工硬化,但是离充分加工硬化程度还有一定的距离。(2)材料的耐磨性能由系统的特性决定,磨损副力学性能的改变可以改变磨粒的受力、施力方式和相对运动方式,从而改变磨损机理,影响材料的耐磨损性能。从配副磨损实验看来,下试样与上试样硬度相当时或稍微高一点时,2个磨损副的耐磨性最好。从这一点可以推断出在球磨机磨损系统中,衬板的硬度应该与磨球硬度相当或稍微高一点。

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