山東-蘭海新材料
專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)耐磨蝕復(fù)合材料
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時(shí)間:2022-04-24 15:04:47
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01 高錳鋼系列
其代表為高錳鋼ZGMn13。在承受劇烈沖擊或接觸應(yīng)力下,表面會(huì)迅速硬化,而芯部仍保持極強(qiáng)的韌性,外硬內(nèi)韌,既抗磨損又抗沖擊。且表面受沖擊越重,表面硬化就越充分,耐磨性就越好。
由于高錳鋼自身硬度很低(HB170~230),在未硬化時(shí)耐磨性是極其有限的,若高錳鋼件表面所承受沖擊力不足,則表面不能充分硬化(充分硬化后表面硬度可達(dá)HB550以上,反之則在HB350以下),則耐磨性無(wú)從發(fā)揮,而呈現(xiàn)出不耐磨狀況。
02 抗磨高鉻鑄鐵系列
按組織結(jié)構(gòu)和使用情況,該系列可分為三大類(lèi):
① 具有良好高溫性能的鉻系白口鑄鐵
這種鑄鐵含鉻量為33%,其組織多數(shù)為奧氏體和鐵鉻碳化物,有時(shí)也出現(xiàn)鐵素體。這種合金除具有一定的耐磨性外,在溫度不高于1050℃的高溫工作條件下,具有良好的抗氧化性能。
② 有良好耐磨性的鉻系白口鑄鐵(簡(jiǎn)稱(chēng)高鉻鑄鐵)
這種鑄鐵中除含有12%~20%的鉻外,還含有適量的鉬。當(dāng)基體全部為馬氏體時(shí),這種合金的耐磨性能較好。如果基體中存在殘余奧氏體,通常要進(jìn)行熱處理。
③ 鉻合金白口鑄鐵
與普通白口鑄鐵相比,這種鑄鐵中碳化物的穩(wěn)定性更好。
03 耐磨合金鋼系列
又分為低合金鋼、中、高合金鋼。耐磨合金鋼可通過(guò)調(diào)控化學(xué)成分和熱處理工藝獲得必要的材料的沖擊韌度和硬度指標(biāo)。硬度可達(dá)HRC52~58,韌性可達(dá)到ak=15~30J/cm2。
04 奧貝球鐵(ADI)系列
它是通過(guò)等溫淬火熱處理或加入合金元素,使球鐵基體組織由鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W鐵體、貝氏體和殘余奧氏體。ADI具有以下一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):
① 強(qiáng)度高、塑性好。
② 彎曲疲勞和接觸疲勞等動(dòng)載性能高。ADI的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度可達(dá)400~500MPa,與調(diào)質(zhì)處理低合金鋼相當(dāng),ADI的接觸疲勞強(qiáng)度可達(dá)1600~2100MPa,比低合金鋼氮化處理和滲碳處理的接觸疲勞強(qiáng)度高。
③ 吸振性好。
④ 極好的耐磨、抗磨性。ADI的耐磨性能,比任何同等硬度水平的鋼都好。
⑤ 加工性能好。ADI大部分機(jī)械加工可以在等溫淬火前完成,此時(shí)一般為鐵素體球鐵,其加工性能顯著好于鋼。
05 復(fù)合或梯度材料系列
其代表是高能離子注滲碳化鎢材料(WCSP)和碳化鉻復(fù)合材料(Cr2C3+Q235)。
滲碳化鎢材料(WCSP)是采用高能離子注滲技術(shù)向鋼鐵零部件表層注滲碳化鎢(WC),WC和鋼基體兩者是冶金結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。表面具有WC的高硬度、高耐磨性,芯部則保留了所選鋼基體原來(lái)的硬度、強(qiáng)度和韌性。在表層和芯部之間還存在一個(gè)性能漸變的梯度過(guò)渡區(qū),有效避免性能突變時(shí)可能引起的材料破壞。
06 非金屬耐磨材料系列
① 陶瓷復(fù)合材料
陶瓷是金屬元素和非金屬元素組成的晶體或非晶體化合物,熔點(diǎn)高、硬度高、剛度強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好。
耐磨陶瓷涂料:高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度,密度大,強(qiáng)度可達(dá)130MPa,能有效抵御物料的沖擊力和剪切應(yīng)力;優(yōu)良的韌性和抗振性,可有效防止沖擊力造成的破損和剝落;環(huán)境相容性好。
② 強(qiáng)韌性陶瓷
其代表為增韌氧化鋯(Y203+ZrO2)、增韌三氧化二鋁(Al2O3/ZrO2)等,具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度、高硬度等優(yōu)點(diǎn),可適應(yīng)金屬和高分子材料難以承受的環(huán)境和工況條件。
綜上,高錳鋼韌性有余而耐磨性不足;各類(lèi)合金白口鑄件硬度高、耐磨性好,但韌性較差,安全可靠性低;中低合金耐磨鋼介于前兩者之間,奧貝球鐵目前缺少普遍的應(yīng)用,有待進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)。
聚合陶瓷復(fù)合材料、氮化硅、增韌氧化鋯、增韌三氧化二鋁等非金屬材料,使用在高磨損低角度沖擊的場(chǎng)合比金屬材料的使用效果更佳。
在用于高應(yīng)力磨料磨損和沖擊作用不太強(qiáng)的碰撞磨損條件的耐磨件,大都采用高鉻鑄鐵。如碎礦輥、錘式破碎機(jī)錘頭、球磨機(jī)襯板等。破碎機(jī)的護(hù)板、輸送機(jī)的殼體、葉片等應(yīng)用碳化鉻復(fù)合材料高能離子注滲碳化鎢材料效果更好。
由于高鉻鑄鐵具有相當(dāng)好的耐蝕性能,一些同時(shí)經(jīng)受磨料磨損和腐蝕作用的耐磨件,如濕磨機(jī)部件、渣漿泵葉輪和內(nèi)襯等,宜用高鉻鑄鐵制造。若破碎機(jī)顎板破碎巖石,挖掘機(jī)挖取堆積石塊等,則采用高錳鋼鑄件或表面淬硬的低合金鋼鑄件。