在众多磨球品种及生产工艺中,采用金属型―砂型复合铸型铸造的磨球占整个磨球市场的90.但是在实际生产中,很多采用金属型―砂型复合铸型生产低铬白口铸铁磨球的厂家,在使用过程中发现磨球存在着早期失效的严重问题,严重影响磨机的研磨能力,影响企业经济效益,因此研究低铬白口铸铁磨球的早期失效具有深远的理论和实用价值。早期失圆而失效成梨形的磨球如图1所示。
大学,工程师,主要从事项目管理、新品研发、常规产品设计及产品铸造工艺设计工作。
耐磨铸铁现代铸铁2010 / 4组别试验时间试验管旋转次数磨球碰撞次数磨球损坏的个数80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落2个,60 mm的磨球在砂型金属型处裂开1个80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落2个,60 mm的磨球在砂型金属型处裂开2个80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落1个,裂开1个,60 mm的磨球在砂型金属型处剥落1个80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落1个,60 mm的磨球在砂型金属型处裂开1个80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落2个80 mm的磨球在砂型金属型交界处剥落1个磨球剥落的部位及个数1试验方法及内容1.1落球试验根据磨球的实际工作情况,台式落球试验机比较符合球磨机的工况条件,台式落球试验机是模拟球磨机运转形式而设计的,其主要组成部分有电动机、变速箱体、传动轴和厚壁旋转管组成,如图2所示,旋转管管径200 mm,壁厚20 mm,验机进行落球试验,试验分为6组,每组5个磨球,1.2凿击试验将磨球分为3组,每组2个,一个的磨球,一个60 mm,进行凿击试验。将每组磨球放入圆椎形筒体内,人工用锤头凿击。
1.3断口形貌观察通过研究落球试验中剥落部位的断口形貌,确定磨球剥落的断裂类型。
2试验结果与分析2.1落球试验结果分析将一组磨球装入旋转管内,开始记录时间,试验机旋转当中,听见试验管内不仅有磨球滚动的滚落声和撞击声,还出现物体滑过的声音,此时立即停机,打开端盖,检查试验情况,试验结果磨球产生碎片最多的位置是金属型和砂型交界处,有个别磨球在砂型处已出现裂纹,但尚未掉下来,如图3红色箭头所示部位。已经剥落下来的碎片宏观形貌如图4所示。试验结果表明,磨球工作一段时间后,首先在金属型砂型交界处产传动轴工作台电动机、变速箱耐磨铸铁2010 / 4现代铸铁生裂纹,之后开始有碎片剥落,此种情况是球磨机中产生大量磨球碎片的主要原因。磨球在金属型砂型部位产生碎片剥落后,此部位在物料和磨球的磨损、冲击下,在较短的时间内被磨成如图1所示的梨形磨球,从而造成球磨机研磨能力的下降。
2.2凿击试验结果分析将每组磨球放入圆椎形筒体内,人工用锤头凿击,凿击结果如表2所示。根据凿击结果显示,磨球产生碎片部位几率最多的是金属型砂型边界处,试验结果和落球试验结果一致。又一次证明了球磨机中的磨球,在物料和磨球的磨损、冲击下,金属型砂型交界部位先产生裂纹,并有碎片剥落的现象。
2.3断口微观形貌分析磨球在落球试验中,球与球之间不断碰撞,经过一段时间后产生疲劳剥落,断口形貌如图5所示。图5a、b中箭头所指处为河流花样且不连续,并有较多的撕裂岭;图5c、d箭头所示河流条纹向四周发散,流至晶界处停止;图5e箭头所示有类似疲劳辉纹的弧形平行条纹为渗碳体断裂,这种条纹在脆性材料中较多见,是脆性断裂的标志之一。解理断裂是一种穿晶断裂,从断口的微观形貌特征来讲,在解理断裂中存在一些类似的河流花样和一些撕裂岭,撕裂岭也是解理断裂中一种最基本的断口形貌特征。通过对图5中大量微观形貌的研究分析,可以判定f箭头部分作微区能谱分析,图5c的分析结果如图6a所示,图5e的分析结果如图6b所示,分析结果显示箭头部位wFe、wCr量较高,并含有一定量的C元素,因而可以判断此处为沿晶体开裂的穿晶断裂。通过对断口的微观形貌及微区分析,研究显示碎片的断裂形式为疲劳解理穿晶脆性断裂3结论1复合金属型低铬磨球早期失效成梨形前,大量磨球存在剥落现象。裂纹首先产生于金属型砂型交界部位,而后产生碎片剥落,且碎片是从金属型砂型交界部位剥离。此种情况是磨球早期失效的主要形式,是造成球磨机研磨能力下降的主要原因。
2通过对落球试验后,剥落碎片的断口形貌分析,可判断金属型砂型交界处磨球碎片的断裂方式为解理穿晶脆性断裂。
组别凿击次数磨球破损的个数磨球破损的位置金属型砂型边界处剥落2个金属型砂型边界处剥落1个,开裂1个金属型砂型边界处开裂2个耐磨铸铁现代铸铁2010 / 4随着冶金矿山、建材水泥、热电磨煤、化工粉料、核料工业、非铁金属原材料和炼铁高炉煤粉等行业所需磨球不断增加,我国磨球生产规模迅速发展。熔炼设备和铸造工艺也不断得到改进,院铸造专业,工程师,目前从事铸造新技术的应用推广工作。
铬系铸铁磨球的铸造章舟1,罗友根2,应根鹏1.杭州学林科技开发服务部,浙江杭州012;2.龙游横山钢球厂,浙江龙游324406;3.杭州奥宝化工有限公司,浙江杭州012市场新需求。
a图5c中箭头处能谱分析b图5f中箭头处能谱分析耐磨铸铁