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球磨机衬板工艺优化比较及宏观剥落的影响

2012/07/26 17:00
导读: 宏观剥落是在 球磨机衬板 工作表面出现肉眼可见的凹坑,一般起源于球磨机衬板工件内的疲劳裂纹。这些宏观裂纹通常在脆性相、球磨机衬板铸造缺陷(缩松、气孔、夹杂物)上形核,并在运
  宏观剥落是在球磨机衬板工作表面出现肉眼可见的凹坑,一般起源于球磨机衬板工件内的疲劳裂纹。这些宏观裂纹通常在脆性相、球磨机衬板铸造缺陷(缩松、气孔、夹杂物)上形核,并在运行过程中受到磨料等的冲击后扩展。宏观剥落与微观剥落不同之处在于其裂纹并非在表面产生,而是在形核于较深部位,并沿着脆性相和缺陷向内部扩展,形成范围较大的纵深裂纹,裂纹会聚到表面后,会造成球磨机衬板工件的整块断裂。
  为了探讨剥落的发生发展规律,采用模拟球磨机衬板的接触状态进行接触疲劳损伤试验,试验使用JP-DB1500型试验机,试验中使试件接触面处于滑动滚动接触状态。试件为20CrMnTi渗碳淬火球磨机衬板(如图1),试件侧面无硬化层。全部球磨机衬板试件的表面硬度在HV735~HV788范围内,具有四种不同的硬化层厚度(见表1)。且上下试件硬化层厚度相同,相对曲率半径为12.5mm。上下试件转速分别为2000r/min和2449r/min,滑动率分别为-22.4%和18.3%,接触宽度窄的试件作为低转速的上试件。这样,由于试件边缘效应的作用使上试件成为疲劳剥落的对象。采用1#内燃机增压油喷入润滑,工作温保持在60℃左右。
  磨料磨损工况条件下,如果球磨机衬板工件材料中存在碳化物等脆硬相,则其在运行过程中当周围的较软组织被磨掉而失去对它的围护作用后,这些碳化物将裸露出来,在磨料的切削、冲击下断裂并从表面脱落,造成金属流失。
  1、球磨机衬板冒口设在长度方向上,从最厚处浇入。
  有孤立的液相区存在,由于易割片的存在,冒口颈太细,因此冒口颈处金属液首先凝固,补缩通道已断开,冒口不能起到补缩作用,铸件内部孤立的液相区内可能会形成缩松缺陷。
  2、球磨机衬板冒口设在侧面。
  结果与上一工艺类似。
  3、球磨机衬板冒口设在顶部。
  此工艺优于前两种工艺。首先,补缩通道连贯,冒口中金属液起到了补缩作用,其次,两端处孤立液相区很小,缩松会很少。
  而当球磨机衬板冒口放在侧面时,冒口实际上不能起到补缩作用,而只是起到了加热作用,使离冒口最近端球磨机衬板铸件的温度最高,在球磨机衬板铸件中形成温度梯度。因此,釆用顶冒口,同时增大易割片外径尺寸,使冒口进口处金属液的热量散失慢些,可使冒口尺寸减小:在球磨机衬板铸件侧面的铸型中开设排气孔。
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