Płyty wykładzinowe ze stali wysokomanganowej: skład materiału, proces obróbki cieplnej i obowiązujące warunki pracy

Płyty wykładzinowe ze stali wysokomanganowej (stal Hadfielda, seria ZGMn13) to najczęściej stosowane-odporne na zużycie części odlewane w przemyśle górniczym, cementowym, kruszywowym, metalurgicznym i węglowym. W przeciwieństwie do żeliwa stopowego charakteryzującego się dużą twardością, ale słabą ciągliwością, stal wysokomanganowa charakteryzuje się wyjątkową-hartowaniem podczas pracy: jej powierzchnia tworzy utwardzoną warstwę pod wpływem silnego wytłaczania udarowego, podczas gdy rdzeń zachowuje doskonałą wytrzymałość, unikając pęknięć, pęknięć i wczesnych uszkodzeń pod dużym obciążeniem. W tym artykule systematycznie omówiono skład chemiczny, proces obróbki cieplnej poprzez hartowanie wodą rdzenia, odpowiedni sprzęt i dopasowane warunki pracy, aby pomóc globalnym nabywcom w wyborze odpowiednich płyt wykładzinowych i obniżeniu kosztów wymiany operacyjnej.
1. Materiał i skład chemiczny wykładzin ze stali wysokomanganowej
1.1 Standardowy gatunek podstawowy ZGMn13 (X120Mn12 / 1.3401)
Standardowy skład chemiczny (procent wagowy):
Węgiel (C): 0,90%–1,50%
Mangan (Mn): 10,0–15,0%
Krzem (Si): 0,30–1,00%
Siarka (S): mniejsza lub równa 0,05%
Fosfor (P): mniejszy lub równy 0,10%
Węgiel i mangan są podstawowymi pierwiastkami funkcjonalnymi: wysoka zawartość manganu stabilizuje osnowę austenitu; umiarkowany węgiel poprawia odporność na zużycie, podczas gdy nadmiar węgla wytrąca kruche węgliki na granicach ziaren i zmniejsza udarność.
1.2 Zoptymalizowane gatunki modyfikowane stopami do pracy w trudnych warunkach
ZGMn13Cr2: dodaje 1,5–2,5% chromu, udoskonala strukturę ziaren, wzmacnia rozpuszczanie węglików, poprawia-korozję i-ścieranie, idealny do twardych skał, rud żelaza i środowisk szlifowania na mokro
ZGMn17 Stal o ultra-wysokiej zawartości manganu: zawartość Mn do 16–19%, bardzo-wysoka udarność, odpowiednia do bardzo-dużych kruszarek i ciężkich-młynów SAG z bardzo dużym obciążeniem udarowym
ZGMn13 modyfikowany ziemami rzadkimi: oczyszcza stopioną stal, eliminuje pory odlewnicze i skurcz, wydłuża żywotność o 15–25% w porównaniu ze zwykłymi wykładzinami Mn13
1.3 Właściwości mechaniczne rdzenia po kwalifikowanej obróbce cieplnej
Twardość matrycy (stan oryginalny): HB170–230
Twardość powierzchni po obróbce-pod wpływem uderzenia: HB500–600
Udarność: większa lub równa 150 J/cm², brak kruchego pękania pod silnym uderzeniem
Dobra plastyczność, brak magnetyzmu, może wytrzymać wielokrotne silne wytłaczanie
2. Proces obróbki cieplnej rdzenia: hartowanie w wodzie (hartowanie w roztworze)
Ponieważ-odlewana stal wysokomanganowa zawiera masywne węgliki sieciowe wzdłuż granic ziaren, które wykazują dużą kruchość, łatwo pękają pod niewielkim uderzeniem i nie nadają się do użytku. Hartowanie w wodzie to obowiązkowy proces kluczowy aktywujący wszystkie-odporne na zużycie właściwości wykładzin ze stali manganowej.
2.1 Kompletny standardowy przebieg techniczny hartowania wody
Segmentowane powolne nagrzewanie, aby uniknąć pęknięć termicznych
Temperatura pokojowa → 680 stopni: szybkość nagrzewania 80–100 stopni / h, przytrzymaj 1,5 godziny w temperaturze 680 stopni, aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne odlewu, zapobiec pękaniu termicznemu grubej wykładziny
680 stopni → 1050–1100 stopni: szybkość nagrzewania 120 stopni/h, ciągłe ogrzewanie bez przerwy
Izolacja wysoko-temperaturowa (etap krytyczny)
Trzymaj w temperaturze 1050–1100 stopni przez wystarczający czas, w zależności od grubości wkładki:
Grubość Mniejsza lub równa 50 mm: przytrzymać 2–2,5 godz
Grubość 50–100 mm: przytrzymać 3–4 godz
Cel: Całkowite rozpuszczenie wszystkich węglików w austenit w celu uzyskania jednolitej jednofazowej-osnowy austenitu
Szybkie hartowanie w wodzie (ścisły limit czasu)
Czas przeniesienia z pieca do basenu chłodzącego Mniej niż lub równy 30 sekund
Początkowa temperatura wody chłodzącej Mniejsza lub równa 30 stopni, całkowita objętość wody Większa lub równa 10-krotności całkowitej masy wkładek
Podczas chłodzenia należy stale kołysać wieszakiem, aby zapewnić jednolitą prędkość chłodzenia Większą lub równą 30 stopni/s
Zakończ chłodzenie, aż temperatura wykładziny spadnie poniżej 200 stopni, maksymalna temperatura wody po hartowaniu nie może przekroczyć 60 stopni
Naturalne chłodzenie powietrzem po hartowaniu w wodzie, bez dodatkowego odpuszczania
2.2 Zabroniony zakres temperatur roboczych i typowe wady
Nie stosować wykładzin w ciągłej temperaturze roboczej 250–500 stopni: węgliki ponownie wytrącą się wzdłuż granic ziaren, wykładzina stanie się krucha i łatwa do pękania
Niewłaściwe konsekwencje obróbki cieplnej: niewystarczająca izolacja → resztkowe węgliki; powolne hartowanie → częściowe wytrącanie węglika; oba prowadzą do krótkiej żywotności, odprysków krawędzi i pęknięcia wykładziny podczas pracy
3. Obowiązujący sprzęt i odpowiednie warunki pracy
Tuleje ze stali o wysokiej zawartości manganu opierają się na obciążeniu udarowym, aby uzyskać utwardzanie powierzchniowe, dlatego nadają się tylko do warunków zużycia o średnim i dużym uderzeniu. Im niższa siła uderzenia, tym słabszy efekt-samoutwardzania i gorsza odporność na zużycie. Klasyfikujemy odpowiednie scenariusze według sprzętu i twardości materiału w celach informacyjnych dla klientów:
3.1 W pełni stosowane warunki pracy-o dużym wpływie na środowisko (pierwszy wybór w przypadku serii ZGMn13)
Sprzęt do kruszenia
Kruszarka szczękowa: stała płyta szczękowa, ruchoma płyta szczękowa
Warunki pracy: Wstępne kruszenie dużych materiałów bryłowych, mocne ściskanie + obciążenie udarowe
Odpowiednie materiały: wapień, bluestone, skała płonna, ruda żelaza, granit, bazalt
Kruszarka udarowa: wykładzina udarowa, płyta fartuchowa
Warunki robocze: Uderzenie materiału-z dużą prędkością, silne, powtarzające się uderzenia
Wykładzina i płaszcz kruszarki stożkowej: średnie i drobne kruszenie rudy bryłowej z twardej skały
Okładzina młota kruszarki młotkowej, płyta rusztu
Sprzęt do szlifowania
Młyn kulowy / młyn prętowy / pierwszy pojemnik młyna SAG (strefa mielenia zgrubnego)
Warunki pracy: Uderzenie dużej stalowej kuli + tarcie przy wytłaczaniu materiału
Obowiązujące branże: koncentrator rudy żelaza, kopalnia złota, młyn surowców cementowych, wytwórnia piasku kwarcowego
Cecha: duży rozmiar cząstek surowca, duża siła uderzenia, wykładzina ze stali manganowej w sposób ciągły samoutwardzająca się-w celu wydłużenia żywotności
Lej kopalniany, rynna, wykładzina skrzyni transportowej: zużycie spowodowane spadającym materiałem sypkim
3.2 Scenariusze mające zastosowanie warunkowe (zalecany stop modyfikowany ZGMn13Cr2)
Mielenie na mokro z korozją zawiesinową: młyny flotacyjne rudy żelaza, rudy manganu, rudy miedzi
Średnio-materiały ścierne: żwir rzeczny, piaskowiec, boksyt
Średnie kruszenie wtórne, średni pojemnik do mielenia z małymi stalowymi kulkami
3.3 Niezalecane warunki pracy-o niskim wpływie na środowisko
Drugi pojemnik młyna kulowego do drobnego mielenia, ultra-mielenie bardzo drobnego proszku, wykładzina silosu o niskim-tarciu, bez uderzenia spadającego materiału: niewystarczająca siła uderzenia nie może utworzyć utwardzonej warstwy, wykładzina ze stali manganowej szybko się zużywa; Odporne na zużycie wykładziny z żeliwa o wysokiej zawartości chromu lub kompozytu-są w tych scenariuszach bardziej opłacalne-
3.4 Odniesienie do dopasowania twardości materiału
Materiały średnio-twarde (wytrzymałość na ściskanie mniejsza lub równa 150 MPa): wapień, węgiel, dolomit → standardowa wykładzina ZGMn13, najniższy koszt zakupu
Skała twarda (wytrzymałość na ściskanie 150–300 MPa): granit, ruda żelaza, bluestone → wykładzina ze stali manganowej stopowej ZGMn13Cr2
Bardzo twarda skała ścierna (bazalt, kwarcyt, ruda o wysokiej zawartości krzemu): wykładziny kompozytowe o bardzo-wysokiej zawartości manganu ZGMn17 lub bimetaliczne
4. Zalety i ograniczenia wykładzin ze stali wysokomanganowej
Podstawowe zalety
Wyjątkowa odporność na uderzenia: Brak nagłych pęknięć nawet przy uderzeniu dużych brył rudy, zmniejsza ryzyko przestoju sprzętu spowodowanego pęknięciem wykładziny
Dynamiczne samoutwardzanie-: im większe obciążenie udarowe, tym twardsza powierzchnia i dłuższa żywotność
Dobra wydajność przetwarzania: można ją ciąć, spawać i wiercić w celu dostosowania-montażu na miejscu
Przewaga kosztowa: niższa cena jednostkowa w porównaniu z częściami z żeliwa o wysokiej zawartości chromu i kompozytami-odpornymi na zużycie, odpowiednimi do zakupów masowych w dużych kopalniach
Stabilna wydajność odlewania: dojrzały proces produkcyjny, konfigurowalny rozmiar, kształt zęba, otwory do podnoszenia i otwory montażowe zgodnie z rysunkiem wyposażenia
Ograniczenia
Słaba odporność na zużycie w warunkach niskiego uderzenia i czystego tarcia
Nie może pracować przez długi czas w ciągłej wysokiej temperaturze 250–500 stopni
Początkowa twardość powierzchni jest niska, prędkość zużycia jest duża na wczesnym etapie-pracy
5. Dostosowanie i wsparcie serwisowe
Nasza fabryka produkuje pełne serie wkładek ścieralnych ze stali wysokomanganowej, w tym standardowe gatunki ZGMn13, modyfikowane stopami Cr-Mn13 i ultra-wysokie gatunki Mn17.
Usługa niestandardowa: Płyty wykładzinowe OEM do wszystkich modeli kruszarki szczękowej, kruszarki stożkowej, kruszarki udarowej, młyna kulowego, młyna SAG
Pomoc techniczna: dostarcz raport z testu materiału, certyfikat procesu obróbki cieplnej, raport z nieniszczącego wykrywania wad UT/MT-
Dopasowanie rozwiązania: w zależności od modelu sprzętu, twardości materiału, wielkości cząstek surowca i intensywności uderzenia, zaleć-najbardziej opłacalny gatunek stali manganowej i strukturę wykładziny, aby zmniejszyć roczny koszt wymiany
Wniosek
Wydajność płyt okładzinowych ze stali wysokomanganowej zależy łącznie od składu materiału i całkowitej obróbki cieplnej poprzez hartowanie w wodzie. Prawidłowy wybór musi łączyć intensywność udaru sprzętu i twardość materiału: seria ZGMn13 to optymalne-ekonomiczne rozwiązanie do wszystkich warunków pracy przy dużym kruszenia udarowego i szlifowaniu zgrubnym. Jeśli niepokoją Cię częste pęknięcia wykładziny i szybkie zużycie, skontaktuj się z naszym zespołem technicznym, aby uzyskać profesjonalne dopasowanie warunków pracy i indywidualne rozwiązania-odpornej na zużycie wykładziny.