Thực hành sử dụng đúc bọt bị mất để sản xuất tấm lót thép mangan cao cho máy nghiền

Máy nghiền được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như khai thác, luyện kim, máy móc, than đá, vật liệu xây dựng và kỹ thuật hóa học. Tấm lót là một phần chống hao mòn quan trọng của máy nghiền, chủ yếu mang lực tác động và hao mòn trong quá trình phục vụ. Hiệu suất và tuổi thọ dịch vụ của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả nghiền nát, tuổi thọ dịch vụ và chi phí sản xuất của máy nghiền. Kháng mòn và kháng va chạm là các chỉ số kinh tế và kỹ thuật chính để đo tấm lót. Thép mangan cao thường được sử dụng trong sản xuất các lớp lót máy nghiền. Các vật đúc thép mangan cao trải qua công việc làm cứng khi chịu tác động mạnh mẽ hoặc lực đùn, làm tăng đáng kể độ cứng của chúng, tạo thành một bề mặt cứng và nội thất độ bền cao, tạo ra một lớp bề mặt chống mài mòn và duy trì độ dẻo dai tuyệt vời. Họ có thể chịu được tải trọng tác động lớn mà không bị hư hỏng và có khả năng chống hao mòn tốt. Do đó, chúng thường được sử dụng trong việc sản xuất các bộ phận chống hao mòn.    

Tuy nhiên, thép mangan cao không thể phát huy hiệu suất làm cứng công việc trong điều kiện tải trọng không mạnh, dẫn đến độ bền quá cao nhưng không đủ sức mạnh và tính chất cơ học và khả năng chống mài mòn không thể đáp ứng các yêu cầu. Do đó, tối ưu hóa mục tiêu của thiết kế thành phần hóa học hợp kim và xử lý nhiệt là cần thiết để đạt được hiệu suất mong muốn. Nghiên cứu này đã nghiên cứu thành phần hóa học, nóng chảy, đúc và xử lý nhiệt của hợp kim thép mangan cao để tạo ra lớp lót thép mangan cao chất lượng cao, đồng thời đảm bảo độ cứng và độ bền cao, và cải thiện khả năng chống mài mòn của lớp lót máy nghiền.

Điều trị hợp kim và sửa đổi là một trong những phương pháp chính để cải thiện khả năng chống mài mòn của thép mangan cao. Bằng cách thêm các yếu tố hợp kim như CR, SI, MO, V, TI vào thép mangan cao và sửa đổi nó, các hạt cacbua phân tán có thể thu được trên ma trận austenite của nó để cải thiện khả năng chịu hao mòn của vật liệu. Sự hình thành các hạt cacbua với cơ chế tăng cường pha thứ hai thông qua việc hợp kim và sử dụng các yếu tố hợp kim để tăng cường ma trận austenite để tăng cường khả năng làm cứng biến dạng của nó là những cách hiệu quả để cải thiện khả năng chống mài mòn của thép mangan cao. Sự kết hợp hợp lý của Mn, CR và SI trong tấm lót thép mangan cao giúp cải thiện độ cứng của vật liệu, làm giảm nhiệt độ biến đổi của martensite và tinh chỉnh kích thước hạt. Ngoài ra, việc thêm một lượng nhỏ các nguyên tố MO, Cu và đất hiếm để xử lý vi mô và điều trị tổng hợp đã tinh chế thép nóng chảy, được tinh chỉnh hiệu quả như cấu trúc đúc và các cacbua phân tán trong ma trận.

Sự tan chảy của thép mangan cao được thực hiện trong lò cảm ứng tần số kiềm. Trong quá trình nóng chảy, nên tránh sự khuấy động của kim loại nóng chảy càng nhiều càng tốt để giảm quá trình oxy hóa của điện tích lò. Quá trình luyện kim bao gồm các giai đoạn như thời kỳ nóng chảy, hợp kim và điều chỉnh thành phần, khử oxy hóa cuối cùng và điều trị suy giảm. Các khối vật liệu được thêm vào trong giai đoạn sau của việc luyện kim không nên quá lớn và nên được sấy khô đến một nhiệt độ nhất định. Trình tự cho ăn là: thép phế liệu, sắt lợn → tấm niken, sắt crom, sắt molybden → sắt silicon, sắt mangan → sắt silicon đất hiếm → khử oxy nhôm → điều trị sửa đổi. Độ dẫn nhiệt của hợp kim thép mangan cao trong quá trình đúc chỉ là 1/5-1/4 so với thép carbon, với độ dẫn nhiệt kém, hóa rắn chậm và co rút lớn. Nó dễ bị nứt nóng và nứt lạnh trong quá trình đúc. Độ co ngót tự do là 2,4% -3,6%, với độ co ngót tuyến tính lớn hơn và tốc độ co ngót hóa rắn cao hơn thép carbon. Nó có độ nhạy cao hơn đối với vết nứt và dễ bị nứt trong quá trình casting hóa rắn. Đúc bọt bị mất được chọn, các mô hình bọt được liên kết để tạo thành các cụm mô hình, vật liệu chịu lửa được chải và sấy khô, cát được chôn và rung, và đổ dưới áp suất âm. Nói chung, sắt làm mát bên trong không được cung cấp, và sắt làm mát bên ngoài được sử dụng tại ngã ba nóng để tạo điều kiện cho quá trình hóa rắn đồng thời hoặc tuần tự của kim loại. Hệ thống rót được thiết kế như một loại bán kín, với người chạy ngang nằm ở phía dài nhất của đúc hộp trên. Nhiều vận động viên nội bộ được thiết lập trong hộp thấp hơn, được phân phối đều trong một hình dạng kèn phẳng. Hình dạng cắt ngang được thiết kế để mỏng và đủ rộng để tạo điều kiện phá vỡ nhưng không cản trở sự co ngót. Đặt hộp cát ở góc 5-10 ° xuống mặt đất trong khi đổ. Để thuận tiện cho việc làm sạch riser, các chất tăng cách nhiệt với lưỡi cắt được sử dụng. Thép mangan cao có tính lưu động tốt và khả năng làm đầy mạnh khi đổ ở nhiệt độ 1500-1540. Trong quá trình đổ, làm theo nguyên tắc đổ nhanh ở nhiệt độ thấp và sử dụng phương pháp vận hành chậm, nhanh và chậm. Việc đúc được làm mát trong hộp trong 8-16 giờ và hộp được mở khi nhiệt độ giảm xuống dưới 200. Quá trình xử lý nhiệt áp dụng quá trình xử lý nhiệt "dập tắt+ủ" dựa trên thành phần hóa học, như cấu trúc vi mô, yêu cầu hiệu suất và điều kiện vận hành của tấm lót. Sau các thí nghiệm lặp đi lặp lại, quá trình xử lý nhiệt tối ưu đã thu được: từ từ tăng nhiệt độ với tốc độ ≤ 100 ℃/h; Giữ ở khoảng 700 ℃ trong 1-1,5 giờ và duy trì ở mức 30-50 trên AC3 trong 2-4 giờ; Làm nguội trong điều kiện làm mát không khí cưỡng bức, làm mát chậm xuống dưới 150 khi nhiệt độ giảm xuống còn khoảng 400; Tính khí kịp thời, giữ ở mức 250-400 trong 2-4 giờ và làm mát trong lò đến nhiệt độ phòng. Kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ dập tắt, thời gian giữ và tốc độ làm mát là cần thiết trong quá trình hoạt động, đặc biệt là thời gian giữ của nhiệt độ vùng biến đổi Bainite thấp hơn.