ZG5OSiMnCiCuRE耐(nai)磨(mo)鋼是針對中小(xiao)型球磨(mo)機(ji)(ji)襯板在濕式(shi)腐(fu)蝕磨(mo)損(sun)工況條件下而(er)研(yan)制的(de)一種新(xin)型耐(nai)磨(mo)材料。該研(yan)究(jiu)通過合金化、變質處理和熱處理，使鋼獲得良好(hao)的(de)淬(cui)透性、淬(cui)硬性和力學性能，從而(er)滿足濕式(shi)球磨(mo)機(ji)(ji)襯板的(de)使用要(yao)求(qiu)。
(1) ZG5OSiMnCrCuRE耐磨鋼的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分ZG5OSiMnCrCuRE鋼襯(chen)板的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分。
(2)熱(re)處(chu)理工藝經(jing)反復試(shi)驗發現，ZG5OSiMnCrCuRE耐(nai)磨鋼襯(chen)板(ban)經(jing)高溫淬火加低(di)溫回(hui)火后(hou)，再(zai)經(jing)一次(ci)常溫淬火加低(di)溫回(hui)火后(hou)，襯(chen)板(ban)具有(you)較(jiao)理想的性能。所以采用的熱(re)處(chu)理工藝為:650℃均(jun)熱(re)后(hou)升至(zhi)(0000C，保溫2h淬火，200℃回(hui)火。然后(hou)再(zai)進行(xing)一次(ci)常溫熱(re)處(chu)理，即(ji)加熱(re)至(zhi)6500C均(jun)熱(re)后(hou)升至(zhi)8200C再(zai)保溫2h油淬， 2300C回(hui)火。
采(cai)(cai)用(yong)(yong)上述工藝，先(xian)進(jin)行(xing)一次(ci)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)淬(cui)火(huo)(huo)，可(ke)使(shi)合(he)金元(yuan)素充分(fen)擴散和(he)(he)均(jun)勻化，使(shi)一些(xie)微量元(yuan)素溶(rong)(rong)于(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)中。這(zhe)種鋼的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織在(zai)低溫(wen)(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)時有(you)一韌性(xing)(xing)極大(da)值，可(ke)利用(yong)(yong)提高(gao)(gao)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)化溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)(de)辦法(fa)使(shi)韌性(xing)(xing)極大(da)值再增高(gao)(gao)。由于(yu)未溶(rong)(rong)第二(er)相(xiang)質點的(de)(de)(de)數量、大(da)小和(he)(he)形狀都影(ying)響馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)，所以提高(gao)(gao)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)化溫(wen)(wen)(wen)度，第二(er)相(xiang)質點能(neng)減少(shao)(shao)，顯(xian)(xian)然對(dui)提高(gao)(gao)淬(cui)火(huo)(huo)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)強韌性(xing)(xing)有(you)利。但是(shi)由于(yu)錳的(de)(de)(de)存在(zai)，使(shi)鋼的(de)(de)(de)過熱(re)傾向嚴重，奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)晶粒在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)易于(yu)長(chang)大(da)，所以淬(cui)火(huo)(huo)后得到粗大(da)的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，這(zhe)不利于(yu)綜(zong)合(he)力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)。因此，再采(cai)(cai)用(yong)(yong)二(er)次(ci)油淬(cui)，可(ke)使(shi)粗大(da)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)明(ming)(ming)顯(xian)(xian)減少(shao)(shao)，這(zhe)對(dui)強度和(he)(he)韌性(xing)(xing)是(shi)有(you)利的(de)(de)(de)。在(zai)實際(ji)生(sheng)產中，選用(yong)(yong)10--20號機械油為(wei)淬(cui)火(huo)(huo)油，油池用(yong)(yong)活動進(jin)料(liao)口，實行(xing)快封閉(bi)阻止空氣對(dui)流(liu)的(de)(de)(de)原則。為(wei)了(le)(le)有(you)效控(kong)制低溫(wen)(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度，采(cai)(cai)用(yong)(yong)了(le)(le)低溫(wen)(wen)(wen)井式回(hui)火(huo)(huo)爐(lu)。據(ju)測定(ding)，該材料(liao)的(de)(de)(de)A c3點約(yue)為(wei)780.7900C。二(er)次(ci)加熱(re)淬(cui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度為(wei)8200C，由于(yu)出爐(lu)和(he)(he)預(yu)冷，實際(ji)淬(cui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度為(wei)790 -- 8000C，為(wei)下(xia)臨(lin)界淬(cui)火(huo)(huo)。事實證明(ming)(ming)，經上述處理的(de)(de)(de)襯板，強度和(he)(he)韌性(xing)(xing)配合(he)較好。
(3) ZG5OSiMoCrCuRE耐(nai)磨(mo)鋼(gang)的性(xing)能ZG5OSiMoCrCuRE鋼(gang)襯(chen)板(ban)的主要性(xing)。磨(mo)損(sun)試(shi)驗是(shi)在ML-10型(xing)磨(mo)料(liao)磨(mo)損(sun)試(shi)驗機上(shang)進行(xing)的。試(shi)驗機轉速(su) n = 60r/min，載荷為(wei)(wei)2.7kg，環境溫(wen)度為(wei)(wei)240C，磨(mo)料(liao)為(wei)(wei)0.050mm (300目(mu))碳化硅砂紙，重(zhong)量(liang)測定(ding)用1/10000光學分析天平，試(shi)樣磨(mo)損(sun)面直徑d=3mmo aK值的側定(ding)用的是(shi)無缺口(kou)試(shi)樣。 從表(biao)6一30可見，ZG50SiMnCrCuRE襯(chen)板(ban)的硬度為(wei)(wei)高(gao)錳鋼(gang)的2.5倍(bei)以上(shang) (ZGMn 13的為(wei)(wei)21.5HRC);強度是(shi)高(gao)錳鋼(gang)的1.8倍(bei)以上(shang)(ZGMnI3的。b為(wei)(wei) 62OMPa );盡管(guan)沖(chong)擊韌度比高(gao)錳鋼(gang)低得多.但并不影響襯(chen)板(ban)的使用效果。
(4) ZG5OSiMnCrCuRE耐磨鋼襯(chen)板(ban)(ban)的(de)裝機試(shi)(shi)驗(yan)(yan)在河南(nan)某金(jin)礦(kuang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，每運行 1000h, ZGMn13襯(chen)板(ban)(ban)磨耗(hao)8一9mm; ZG5OSiMnCrCuRE襯(chen)板(ban)(ban)磨耗(hao)3一4mm。在河南(nan)另一金(jin)礦(kuang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，ZGMn13襯(chen)板(ban)(ban)壽(shou)命為(wei)3一4個月;ZG50SiMnCrCuRE襯(chen)板(ban)(ban)的(de)壽(shou)命可達9-11個月，提高2倍左右。
4.ZG50SiMnCr2Mo耐磨鋼
ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼也是針對錘式破碎機錘頭而研制的一種具有良好耐磨性的耐磨材料，它適用于生產中小型錘式破碎機錘頭。
(1) ZG5OSiMnCr2Mo耐(nai)磨鋼的化學成分經多次試驗，確定 ZG5OSiMnCr2Mo耐(nai)磨鋼錘(chui)頭(tou)的化學成分。
(2)熔(rong)煉(lian)及鑄造(zao)工(gong)(gong)藝鋼液(ye)在0.5t中(zhong)頻(pin)感應爐(lu)熔(rong)煉(lian)，采(cai)(cai)(cai)用(yong)酸性爐(lu)襯，按設計的(de)化學(xue)成分嚴格配料，確保鋼液(ye)質量。在不產(chan)生(sheng)冷(leng)隔的(de)前提下，盡量采(cai)(cai)(cai)用(yong)較低溫(wen)度澆注，通過對錘(chui)頭失效的(de)分析(xi)，確定(ding)造(zao)型工(gong)(gong)藝為采(cai)(cai)(cai)用(yong)普通砂型鑄造(zao)。考(kao)慮鋼中(zhong)含有較多的(de)合(he)金元素，凝固收縮較大，不能采(cai)(cai)(cai)用(yong)同時凝固。用(yong)順序(xu)凝固，一箱(xiang)放4個錘(chui)頭，中(zhong)間用(yong)大澆口(kou)，既(ji)作(zuo)(zuo)澆口(kou)，又(you)作(zuo)(zuo)冒口(kou)，以獲得錘(chui)頭工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)區部(bu)位致密的(de)鑄態組織。
(3) ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼的(de)熱處理(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)為了獲得足夠的(de)耐磨性，發(fa)(fa)揮合(he)金元素的(de)作用，對產品進行(xing)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)+回火(huo)(huo)熱處理(li)(li)(li)。首先對同一批錘頭(tou)(tou)分別進行(xing)風(feng)(feng)(feng)淬(cui)(cui)(cui)(cui)和水淬(cui)(cui)(cui)(cui)，發(fa)(fa)現水淬(cui)(cui)(cui)(cui)的(de)錘頭(tou)(tou)，即(ji)使經(jing)過回火(huo)(huo)處理(li)(li)(li)，其韌性很(hen)低(di)，而且大(da)部分出現顯(xian)微(wei)裂紋，而風(feng)(feng)(feng)淬(cui)(cui)(cui)(cui)未(wei)出現裂縫，經(jing)回火(huo)(huo)處理(li)(li)(li)韌性也較好，因而錘頭(tou)(tou)的(de)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)確(que)定(ding)為風(feng)(feng)(feng)淬(cui)(cui)(cui)(cui)。當錘頭(tou)(tou)風(feng)(feng)(feng)淬(cui)(cui)(cui)(cui)溫(wen)度(du)820℃時，硬度(du)為42HRC,溫(wen)度(du)提高到920℃時硬度(du)為 53HRC，而淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)升到9700C時硬度(du)反而下降至48HRC。因而選定(ding)9200C為合(he)適的(de)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)。
為了測定材(cai)料(liao)的抗回(hui)(hui)火(huo)(huo)穩定性(xing)(xing)，實現硬度與韌(ren)(ren)性(xing)(xing)的最佳匹配(pei)，對9200C淬火(huo)(huo)的試樣(yang)進(jin)行不(bu)同溫(wen)度的回(hui)(hui)火(huo)(huo)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度為2000C時(shi).硬度、韌(ren)(ren)性(xing)(xing)變化不(bu)大。回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度升至2500C時(shi)，雖(sui)然硬度略有(you)降低(di)，但韌(ren)(ren)性(xing)(xing)升高(gao)較(jiao)多，而(er)回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度升至3000C 時(shi).韌(ren)(ren)性(xing)(xing)增幅較(jiao)小。因而(er)確(que)定ZG50SiMnCr2M。耐(nai)磨(mo)鋼(gang)錘頭的熱處理(li)工藝為: 9200C X 2.5h風淬+ 2500C X 3h回(hui)(hui)火(huo)(huo)。
(4) ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘(chui)頭(tou)使用效(xiao)果對比(bi)ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘(chui)頭(tou)使用效(xiao)果對比(bi)見表6一32。從表6一32可知，所研制的ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘(chui)頭(tou)，在相同的工況條件(jian)下其使用壽命為(wei)高錳(meng)鋼的1.69倍。該鋼種的合金元(yuan)素(su)含量較低，成(cheng)本也(ye)相應比(bi)高錳(meng)鋼低，因此，表現出了優良的性能價格比(bi)。可見，用ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼代替高錳(meng)鋼生(sheng)產錘(chui)式破碎機錘(chui)頭(tou)是可行的。 ZG50SiMnCr2Mo耐磨鋼錘(chui)頭(tou)的成(cheng)功研制，在生(sheng)產上產生(sheng)了較可觀的經濟(ji)效(xiao)益，年(nian)創效(xiao)益可超過數(shu)拾萬元(yuan)。