由于硬度是影响磨球磨损的重要因素,而磨球的内部和层硬度有差别,因此,我们采用平均体积硬度,(用AVH示)来衡量磨球硬度,平均体积硬度可用下式计算<5>:平均体积硬度(AVH)0009中心硬度+0063(1/4)R处硬度+0203(1/2)R处硬度+0437(3/4)R处硬度+0289面硬度(R为磨球半径)磨损试验在MLD-10型动载冲击磨损试验机上进行磨损试验。试样尺寸10mm10mm30mm,下试样对磨材料为40Cr,其硬度为587HRC,磨料是0515mm精制石英砂,流量1kg/min,冲击频率每分钟150次,冲击功3J,试验前试样跑合5min,冲击3000次后测量失重值,磨损数据取3个试样的平均值。失重值用精度万分之一克的光电分析天平测定。用正火态20钢作标样,用相对耐磨性来征材料的耐磨性能。
磨球冲击疲劳试验在专用落球试验机上进行磨球冲击疲劳试验,其落下高度为34m.试验方法见参考文献<4>.稀土处理对钨合金铸铁磨球组织的影响未变质处理的钨合金白口铸铁磨球,其共晶碳化物呈连续网状分布,加入稀土变质处理后,钨合金白口铸铁共晶碳化物的形态和分布上均发生变化。随着稀土加入量的增加,共晶碳化物由连续网状分布转变为断网状分布,再转变呈孤立块状分布。是用象分析仪测定的变质处理前后共晶碳化物的形状因子(同一截面上碳化物的总周长P与其总面积A之比)。在亚共晶白口铸铁中,体积相同的碳化物愈趋于连续分布,则总界面愈小;而愈趋于孤立分布,则总界面愈大。在金相界面上,网状碳化物总周长最短,孤立状碳化物的总周长最长,即P/A值愈大,碳化物就愈孤立。由可见,钨合金白口铸铁经稀土变质处理后,碳化物形状因子增大,明稀土元素改变了碳化物的形态,使之分散孤立为不连续分布,此外稀土处理还有明显细化晶粒的效果。
稀土处理对钨合金铸铁磨球耐磨性的影响稀土处理对钨合金铸铁磨球耐磨性的影响。同时,我们列出了高铬铸铁磨球和低铬铸铁磨球(高铬铸铁中C,Cr,Si,Mn的质量分数分别为282%,1373%,077%,068%.低铬铸铁中C,Cr,Si,Mn的质量分数分别为290%,326%,068%,075%,热处理后面硬度分别为593,582HRC,心部硬度分别为514,402HRC,AVH分别为554,461HRC)的耐磨性对比指标。结果明,经稀土变质处理后,钨合金白口铸铁的耐磨性明显提高,这是因为碳化物呈断续网状或孤立状分布后,使在反复冲击下材质产生的裂纹扩展受阻,碳化物的剥落速度大大减慢。变质处理钨合金白口铸铁磨球的耐磨性已明显优于常用低铬铸铁磨球,接近高铬铸铁磨球的水平。
结论(1)稀土处理改善了钨合金白口铸铁共晶碳化物的形态和分布,使共晶碳化物由网状分布变成断网状分布。(2)稀土处理使钨合金白口铸铁磨球的平均体积硬度提高了104%,冲击韧度提高了383%.(3)稀土处理使钨合金白口铸铁磨球耐磨性提高了279%.