CN102719748A

CN102719748A - 管磨机衬板及其制造方法

Info

Publication number: CN102719748A
Application number: CN2011100784320A
Authority: CN
Inventors: 王贺; 潘春刚; 周立成; 秦鹏鹏; 陶磊; 宋少磊
Original assignee: ZHUMADIAN ZHONGJI HUAJUN CASTING CO Ltd; CIMC Vehicles Group Co Ltd
Current assignee: ZHUMADIAN ZHONGJI HUAJUN CASTING CO Ltd; CIMC Vehicles Group Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-10

Abstract

一种管磨机衬板及其制造方法，该衬板的材质基本包括下述质量百分比的组分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、稀土：0.01%～0.03%、余量为铁。该衬板的制造方法基本包括三步，首先选取衬板组分进行铸造，然后对铸造成的衬板进行油淬处理；最后对油淬处理后的衬板进行回火处理。该管磨机衬板的成本低，韧性好，硬度高，断面硬度差小，耐磨性高。

Description

管磨机衬板及其制造方法

技术领域

本发明涉及管磨机领域，尤其与管磨机衬板化学成分及其制造方法有关。

背景技术

管磨机被广泛应用于水泥、矿山等行业，其使用工矿较为恶劣，管磨机衬板因长期受到研磨介质和物料的冲击、磨削，所以要求其具有一定的韧性和高耐磨性等优良综合性能，此外，若要得到市场的青睐，又要求其价格低廉，实用价值高。

目前大多数管磨机衬板以高锰钢为主，部分使用合金钢。高锰钢初始硬度低，靠高冲击产生加工硬化来保证耐磨性，而大多数衬板冲击硬化速度低于衬板的磨损速度，所以衬板耐磨性也会大大降低，此外，高锰钢的屈服强度低，使用中易产生塑性变形，使工件寿命短，且拆卸更换困难。大多合金钢衬板金相组织为回火马氏体，具有较高硬度和高韧性，达到较高耐磨性的要求，但对于客户对耐磨性更高的要求却难以达到，特别是端衬板磨损程度比衬板更加严重，这就需要比衬板耐磨性更高的材料来满足端衬板耐磨性的要求，否则，在整套磨机衬板的使用中，往往是筒体衬板还可使用，而端衬板已需更换，使整个磨机衬板由于使用寿命不同而给客户带来多次停机更换端衬板，影响了客户的生产效率。目前较多的中铬衬板中都采用风冷或雾冷的热处理方式，生产过程冷却控制不均匀，产品质量不易保证，也不易稳定生产，由于采用风冷或雾冷，所以化学成分中碳含量较高而且还加入贵重合金如钼、镍等，产品成本也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种管磨机衬板及其制造方法，该管磨机衬板的降低成本，韧性好，硬度高，断面硬度差小，耐磨性高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种管磨机衬板，该衬板的材质基本包括下述质量百分比的组分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、稀土：0.01%～0.03%、余量为铁。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种管磨机衬板的制造方法，其包括：步骤一：选取如下质量百分比的化学成分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～0.9%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、余量为铁，铸造衬板，在铸造过程中加入变质剂进行变质处理；步骤二：对铸造成的衬板进行油淬处理；步骤三：对油淬处理后的衬板进行回火处理。

进一步地，所述制造方法还包括：对步骤三中的回火处理后的衬板进行打磨的步骤。

进一步地，所述制造方法还包括：对打磨后的衬板再进行一次回火处理的步骤。

进一步地，所述油淬处理的温度为950℃～970℃。

进一步地，所述回火处理的温度为240℃～250℃。

进一步地，所述变质剂包含：稀土、硅和镁，使得变质处理后的衬板基本化学成分质量百分比为：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、稀土：0.01%～0.03%、余量为铁。

本发明的有益技术效果在于：本发明通过对管磨机衬板化学成分及热处理工艺的优化设计，使衬板生产不用贵重铁合金，成本低，并具有韧性好、硬度高、断面硬度差小、耐磨性优的特点，满足用户对铸件价格低、耐磨性好的要求，该衬板的耐磨性是普通合金钢衬板的1.5倍，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明管磨机衬板制造方法的工艺流程图。

具体实施方式

该管磨机衬板的材质基本包括下述质量百分比的组分：碳（C）：0.34%～0.38%、硅（Si）：0.7%～1.0%、锰（Mn）：0.5%～0.9%、铬（Cr）：5.0%～7.0%、铜（Cu）：0.2%～0.3%、钒（V）：0.05%～0.12%、硫（S）：≤0.025%、磷（P）：≤0.030%、稀土（RE）：0.01%～0.03%、余量为铁（Fe）。

参阅图1，该衬板的制造方法包括如下步骤：步骤一：选取如下质量百分比的化学成分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、余量为铁，铸造衬板，并在铸造过程中加入变质剂进行变质处理；步骤二：对铸造后的衬板进行油淬处理；步骤三：对油淬处理后的衬板进行回火处理。

其中，步骤一中变质剂组分包含：稀土（RE）、硅（Si）、镁（Mg）和铁（Fe），其组分的质量百分比为：稀土：24%～26%、硅：36%～40%、镁：3%～5%、余量为铁。

经变质处理后衬板的最终化学成分质量百分比基本如下：碳（C）：0.34%～0.38%、硅（Si）：0.7%～1.0%、锰（Mn）：0.5%～0.9%、铬（Cr）：5.0%～7.0%、铜（Cu）：0.2%～0.3%、钒（V）：0.05%～0.12%、硫（S）：≤0.025%、磷（P）：≤0.030%、稀土（RE）：0.01%～0.03%、余量为铁（Fe）。该衬板的最终化学成分中忽略了镁的组分，这是由于变质剂中镁的含量很低，其相比其他组分的含量，可忽略不计。

步骤一中选取管磨机衬板化学成分时，采用中碳中铬合金钢，不加入贵重合金钼（Mo）、镍（Ni）等，只加入少量的铜和较微量的钒，所以减少了铸件成本。铜具有固溶强化的作用，许多方面的作用与镍相似。钒是钢中最强的碳化物形成元素之一，其具有细化晶粒、提高钢在加热时的粗化温度、降低过热倾向、减少珠光体含量的作用，钒还能提高淬火钢回火硬度的稳定性，改善冲击韧性；此外，在选取化学成分时还考虑到碳含量配比，因为该种中铬钢，在碳含量大于0.34%后开始析出碳化物，而且随着碳的增加，碳化物含量明显增加，冲击韧性大幅降低，所以选择合适的碳含量与相应合金的有效配合，将碳含量范围缩小，使其控制在0.34～0.38范围内，有利于保证冲击韧性在20 J/c㎡以上，满足衬板对冲击韧性的要求；还应注意，控制较低的硫、磷含量，在铸造过程中加入含稀土、硅、镁的变质剂进行变质处理，再经油淬的热处理获得马氏体及弥散的碳化物的金相组织，使衬板硬度及金相组织均匀，不但硬度高、断面硬度均匀，具有一定的韧性，而且由于金相组织中弥散碳化物的存在，所以耐磨性大大提高，相应地也大大提高了衬板的使用寿命，降低了成本，提高了衬板铸件的性能价格比，提高了市场竞争力。

步骤二中的油淬处理温度为950℃-970℃，步骤三中的回火处理温度为240℃-250℃。

步骤三中的回火处理步骤包括两次，在第一次回火后进行铸件的打磨，以使在打磨过程中释放应力，打磨后再进行第二次回火，目的是进一步提高产品的韧性，同时彻底消除铸件的应力。

经上述处理工艺生产的管磨机衬板性能为：金相组织为回火马氏体和弥散碳化物，硬度HRC53～56，无缺口冲击韧性值Ak≥20J/CM²。

然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种管磨机衬板，其特征在于，衬板的材质基本包括下述质量百分比的组分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、稀土：0.01%～0.03%、余量为铁。

2.一种管磨机衬板的制造方法，其特征在于，包括：

步骤一：选取如下质量百分比的化学成分：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～0.9%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、余量为铁，铸造衬板，在铸造过程中加入变质剂进行变质处理；

步骤二：对铸造成的衬板进行油淬处理；

步骤三：对油淬处理后的衬板进行回火处理。

3.如权利要求2所述的管磨机衬板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：对步骤三中的回火处理后的衬板进行打磨的步骤。

4.如权利要求3所述的管磨机衬板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：对打磨后的衬板再进行一次回火处理的步骤。

5.如权利要求2所述的管磨机衬板的制造方法，其特征在于，所述油淬处理的温度为950℃～970℃。

6.如权利要求2或4所述的管磨机衬板的制造方法，其特征在于，所述回火处理的温度为240℃～250℃。

7.如权利要求2所述的管磨机衬板的制造方法，其特征在于，所述变质剂基本包含：稀土、硅和镁，变质处理后的衬板基本化学成分质量百分比为：碳：0.34%～0.38%、硅：0.7%～1.0%、锰：0.5%～0.9%、铬：5.0%～7.0%、铜：0.2%～0.3%、钒：0.05%～0.12%、硫：≤0.025%、磷：≤0.030%、稀土：0.01%～0.03%、余量为铁。