球磨機(jī)襯板材料液態(tài)模鍛及其組織性能研究.pdf

1、本文針對(duì)當(dāng)前砂型鑄造球磨機(jī)襯板存在收縮缺陷、組織粗大、使用壽命較短的問(wèn)題，提出了以液態(tài)模鍛工藝制造襯板的技術(shù)思路，研究了典型襯板材料組織性能特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了成套液鍛襯板技術(shù)方案。首先，選取球磨機(jī)襯板的兩種典型材料中低合金耐磨鋼ZG60Cr4MnMoCu和高錳鋼改進(jìn)材料ZGMn13Cr2，利用SEM、EDS、XRD、MLD-10B沖擊磨料磨損試驗(yàn)機(jī)及其他檢測(cè)設(shè)備，研究了液態(tài)模鍛球磨機(jī)襯板材料的組織、耐磨性及其他力學(xué)性能的特點(diǎn)，得到了比壓對(duì)液

2、態(tài)模鍛球磨機(jī)襯板材料組織與性能的影響規(guī)律，分析了與砂型、金屬型重力鑄造相比，液態(tài)模鍛球磨機(jī)襯板的極大優(yōu)越性。其次，進(jìn)行了球磨機(jī)襯板液態(tài)模鍛工藝方案設(shè)計(jì)，得到了成套液鍛球磨機(jī)襯板工藝，設(shè)計(jì)了一套專用液鍛模具、一臺(tái)液態(tài)模鍛機(jī)以及液鍛球磨機(jī)襯板生產(chǎn)所需相關(guān)附屬設(shè)備。最后，利用PROCAST對(duì)液鍛球磨機(jī)襯板工藝進(jìn)行了數(shù)值模擬和虛擬正交試驗(yàn)，利用ANSYS對(duì)液鍛球磨機(jī)襯板模具進(jìn)行了校核和優(yōu)化。
　　得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)液態(tài)

3、模鍛ZG60Cr4MnMoCu的沖擊磨料磨損耐磨性明顯優(yōu)于金屬型重力鑄造，其磨損速率僅為金屬型鑄造的74％。液態(tài)模鍛ZG60Cr4MnMoCu的耐磨性隨比壓的增大呈非線性規(guī)律增加，當(dāng)比壓較低時(shí)，隨著比壓增大，抗磨性顯著提高;當(dāng)比壓高于130MPa后，再提高比壓，抗磨性提高不明顯;
　　(2)液態(tài)模鍛ZG60Cr4MnMoCu磨損機(jī)理為一開(kāi)始以粘著磨損、磨料磨損為主，然后逐漸發(fā)展成只有磨料磨損為主，最后發(fā)展成磨料磨損和表面疲勞磨損共

4、同存在、相互促進(jìn)的過(guò)程;
　　(3)鑄態(tài)時(shí)，液態(tài)模鍛ZGMn13Cr2試樣耐磨性比砂型鑄造試樣提高14.8％，比金屬型鑄造試樣提高15.3％;經(jīng)熱處理后，液態(tài)模鍛試樣耐磨性比砂型鑄造試樣提高8％，比金屬型鑄造試樣提高14.8％;
　　(4)比壓對(duì)于改善ZGMn13Cr2晶粒尺寸有顯著作用。比壓越大，晶粒越細(xì)，但是隨著比壓增大，細(xì)化作用將逐漸減弱，當(dāng)比壓增大到228MPa時(shí)，繼續(xù)增大比壓將不會(huì)繼續(xù)細(xì)化晶粒;
　　(5)比

5、壓對(duì)于碳化物析出有抑制作用，比壓越大，析出碳化物越細(xì)越少。比壓能夠改變析出碳化物類型，當(dāng)比壓增大到140MPa后，M3C碳化物將不再出現(xiàn)，此時(shí)只出現(xiàn)M7C3碳化物，主要分布在晶界;
　　(6)球磨機(jī)襯板液態(tài)模鍛的澆注方案為有擋渣功能的翻轉(zhuǎn)包+流槽過(guò)濾網(wǎng)+圓形緩沖澆注室，加壓方案為主缸加壓鎖模+下缸和補(bǔ)壓缸局部增壓補(bǔ)縮，出件方案為下壓頭帶動(dòng)頂桿快速出件;
　　(7)經(jīng)過(guò)虛擬正交試驗(yàn)得出，球磨機(jī)襯板液態(tài)模鍛生產(chǎn)最優(yōu)工藝參數(shù)為補(bǔ)壓

6、壓頭比壓230MPa，充型速度46.167mm/s，澆注溫度1500℃，模具預(yù)熱溫度600℃。
　　通過(guò)對(duì)兩種典型的球磨機(jī)襯板材料的組織性能研究，證明了用液態(tài)模鍛工藝制造球磨機(jī)襯板在提高其耐磨性和減少凝固缺陷、延長(zhǎng)使用壽命方面的巨大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)通過(guò)對(duì)球磨機(jī)襯板的工藝方案設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬分析，明確了球磨機(jī)襯板液態(tài)模鍛技術(shù)方案是切實(shí)可行的，擴(kuò)大了液態(tài)模鍛工藝在黑色金屬產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，對(duì)于推廣液態(tài)模鍛在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用起到了一定的積極作用。