球磨機襯板材料液態(tài)模鍛及其組織性能研究.pdf

1、本文針對當前砂型鑄造球磨機襯板存在收縮缺陷、組織粗大、使用壽命較短的問題，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，并設(shè)計了成套液鍛襯板技術(shù)方案。首先，選取球磨機襯板的兩種典型材料中低合金耐磨鋼ZG60Cr4MnMoCu和高錳鋼改進材料ZGMn13Cr2，利用SEM、EDS、XRD、MLD-10B沖擊磨料磨損試驗機及其他檢測設(shè)備，研究了液態(tài)模鍛球磨機襯板材料的組織、耐磨性及其他力學(xué)性能的特點，得到了比壓對液

2、態(tài)模鍛球磨機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)模鍛球磨機襯板的極大優(yōu)越性。其次，進行了球磨機襯板液態(tài)模鍛工藝方案設(shè)計，得到了成套液鍛球磨機襯板工藝，設(shè)計了一套專用液鍛模具、一臺液態(tài)模鍛機以及液鍛球磨機襯板生產(chǎn)所需相關(guān)附屬設(shè)備。最后，利用PROCAST對液鍛球磨機襯板工藝進行了數(shù)值模擬和虛擬正交試驗，利用ANSYS對液鍛球磨機襯板模具進行了校核和優(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，當比壓較低時，隨著比壓增大，抗磨性顯著提高;當比壓高于130MPa后，再提高比壓，抗磨性提高不明顯;
　　(2)液態(tài)模鍛ZG60Cr4MnMoCu磨損機理為一開始以粘著磨損、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、相互促進的過程;
　　(3)鑄態(tài)時，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)比壓對于改善ZGMn13Cr2晶粒尺寸有顯著作用。比壓越大，晶粒越細，但是隨著比壓增大，細化作用將逐漸減弱，當比壓增大到228MPa時，繼續(xù)增大比壓將不會繼續(xù)細化晶粒;
　　(5)比

5、壓對于碳化物析出有抑制作用，比壓越大，析出碳化物越細越少。比壓能夠改變析出碳化物類型，當比壓增大到140MPa后，M3C碳化物將不再出現(xiàn)，此時只出現(xiàn)M7C3碳化物，主要分布在晶界;
　　(6)球磨機襯板液態(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+下缸和補壓缸局部增壓補縮，出件方案為下壓頭帶動頂桿快速出件;
　　(7)經(jīng)過虛擬正交試驗得出，球磨機襯板液態(tài)模鍛生產(chǎn)最優(yōu)工藝參數(shù)為補壓

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℃。
　　通過對兩種典型的球磨機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襯板在提高其耐磨性和減少凝固缺陷、延長使用壽命方面的巨大優(yōu)勢。同時通過對球磨機襯板的工藝方案設(shè)計和數(shù)值模擬分析，明確了球磨機襯板液態(tài)模鍛技術(shù)方案是切實可行的，擴大了液態(tài)模鍛工藝在黑色金屬產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，對于推廣液態(tài)模鍛在工業(yè)生產(chǎn)中的運用起到了一定的積極作用。