顎式破碎機顎板的耐磨性研究

顎式破碎機在運行過程中，其顎板經(jīng)常受到磨損，影響了顎式破碎機性能的正常發(fā)揮，本文通過對顎式破碎機顎板中碳低合金鋼材料研究，探討顎板硬度和耐磨性的變化規(guī)律，從而確定顎板耐磨性達(dá)到較好時的淬火溫度。

一、顎板材料的選取

紅星廠家在制造中動鄂襯板、定鄂襯板均采用耐磨損的高錳鋼，主軸承襯瓦、偏心軸承襯瓦采用澆注的巴氏合金，肘板采用鑄鐵材料，提高其持久耐用性，顎式破碎機的顎板需要在耐磨、抗沖擊、高韌性的工況下服役，不同的廠家所用的顎板材質(zhì)不同，常見的有高錳鋼、中錳鋼、合金鑄鐵、中碳低合金耐磨鋼、高鉻鑄鐵等。

中碳低合金耐磨鋼是在中碳鋼的基礎(chǔ)上通過添加多種合金元素如Cr、Si、Mn、Mo、V而得到的，且合金的總含量小于5%，這類中碳低合金耐磨鋼可以適當(dāng)調(diào)整不同的碳含量和合金元素的含量，因此可以匹配不同的熱處理工藝得到不同的力學(xué)性能，因此受到較多的關(guān)注和應(yīng)用。本文主要針對中碳低合金ZG42Mn2Si1REB的耐磨性能進(jìn)行了研究，探討硬度和耐磨性隨淬火溫度的變化規(guī)律，得到了較好的熱處理工藝。

二、熱處理工藝的選擇

根據(jù)ZG42Mn2Si1REB鋼的特點，考慮淬火之后得到馬氏體組織具有較高的硬度和較好的耐磨性。熱處理工藝選擇870℃、900℃、930℃三個溫度點，回火溫度統(tǒng)一固定為230℃，由于材料不含Mo元素，為了保證淬透性，利用5%的Nacl溶液進(jìn)行冷卻。

三、結(jié)果與分析

1、淬火溫度對硬度和耐磨性能的影響

用HR-150A洛氏硬度計測量不同溫度淬火后試樣的硬度，每次測量5個點然后取平均值，發(fā)現(xiàn)隨著淬火溫度的升高，淬火硬度呈現(xiàn)先升高后降低的變化。當(dāng)淬火溫度為870℃，硬度為HRC53。當(dāng)淬火溫度升高到900℃，硬度也升高到HRC55。由此可見溫度增加，硬度亦升高；當(dāng)溫度繼續(xù)增加到930℃，硬度反而有所下降，為HRC54，通過比較可發(fā)現(xiàn)在900℃淬火時硬度較高。由此可見，隨著溫度的升高，磨損失重反而減少。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到930℃時，磨損失重又有所增加，為3.5mg，可見在900℃淬火時，其硬度高，磨損失重缺少，中碳低合金耐磨鋼ZG42Mn2Si1REB具有較好的抗磨性能，同時也說明此時的工藝是正確的熱處理工藝。

2、中碳低合金和高錳鋼的耐磨性比較

為了說明中碳合金鋼ZG42Mn2Si1REB耐磨性能的優(yōu)越，把該材料和高錳鋼ZGMn13進(jìn)行相互比較。其中ZG42Mn2Si1REB按照前述的900℃淬火230℃回火的工藝條件進(jìn)行試樣，高錳鋼ZGMn13采用水韌處理。把二者制備成同樣的摩擦磨損試樣，實驗結(jié)果顯示，前者的耐磨性能是后者的1.5倍，說明中碳低合金鋼顎板在適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚄l件下，充分發(fā)揮了材料的潛力，具有優(yōu)良的耐磨性能。

從材料的成本而言，高錳鋼含Mn元素高達(dá)13%，因此需要消耗大量的合金元素，相比高錳鋼，中碳低合金鋼ZG42Mn2Si1REB的合金元素含量只有3%~4%，并且不含價格較高的Cr、Mo元素，因此具有較高的價格競爭優(yōu)勢。另外，從熱處理工藝角度考慮，中碳低合金鋼在 900℃淬火230℃回火，而高錳鋼的水韌處理經(jīng)常超過1000℃，因此前者的淬火溫度更低，加熱時間更短，并且節(jié)能效果更顯著。把得到的較好熱處理工藝應(yīng)用在破碎機的顎板上，明顯提高了抗磨損性能，其顎板的更換周期由原來的150d延長到225d，具有明顯的經(jīng)濟效益。

通過對顎式破碎機的中碳低合金鋼顎板耐磨性能的研究，研究結(jié)果表明：在900℃淬火時，其淬火后的顯微組織是馬氏體組織，此時的硬度較高，磨損失重較低，耐磨性能較好。

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