耐磨材料

本文介绍了近年来国内外各种耐磨材料(高锰钢、耐磨铸铁、低合金耐磨铸钢等)的化学成分、热处理、性能特点及应用范围;也简单介绍了非金属耐磨材料。     

钢铁耐磨材料研究进展

本文介绍了钢铁耐磨材料的发展历史,重点综述了高锰钢、高铬铸铁、高钒高速钢3类典型耐磨材料的成分、显微组织、磨损性能、抗磨机理和改性技术。以高锰钢为代表的耐磨钢依靠高强韧性的基体抵抗磨损,而以高铬铸铁和高钒高速钢为代表的耐磨合金主要依靠高硬度的耐磨相抵抗磨损,高钒高速钢比高铬铸铁具有更优良的耐磨性,与VC硬度高、形态好的特性有关。提出了高性能耐磨材料应具备3个要素:高强韧基体,高硬度多尺度协同作用的优质耐磨相,耐磨相与基体良好结合。     

化学成分对改性高锰钢力学性能的影响

通过对圆锥破碎机衬板用耐磨材料的使用工况、性能要求、合金元素及耐磨材料性价的分析，设计了不同化学成分的改性高锰钢衬板。经过分析，确定了组织和力学性能最佳的一种改性高锰钢。试验结果表明，设计的改性高．锰钢经稀土变质处理后性能良好，能满足大型镍铜矿用圆锥破碎机衬板的性能要求。     

WC/Mn13堆焊复合材料磨料磨损性能的研究

采用堆焊工艺在高锰钢的基体表面复合上一层WC硬质合金材料，获得了一种具有高耐磨性和高韧性的复合材料。对WC／Mn13堆焊复合材料的微观组织、力学性能以及耐磨料磨损性能进行了研究分析，结果表明：高锰钢堆焊复合材料与传统耐磨材料相比表现出了优越的耐磨料磨损性能，并保持了高锰钢高韧性的特点，综合性能极大提高。     

碳化钨颗粒增强高锰钢基堆焊材料组织及耐磨性能的研究

为提高高锰钢堆焊层在低冲击或静载磨损条件下的耐磨能力,采用堆焊方法制备了碳化钨颗粒增强高锰钢基耐磨材料,并对焊层的微观组织及耐磨性能进行了分析。结果表明,适当的碳化钨颗粒加入量可获得碳化钨-高锰钢堆焊层,焊层中碳化钨颗粒分布均匀,界面结合良好,堆焊材料与单纯高锰钢焊层相比,抗静载磨损能力大幅度提高。     

强韧性高锰钢衬板的开发和应用

高锰钢作为一种优良的耐磨材料是有条件的,只有在服役时受到足够冲击(强力冲击、强力挤压)的条件下,高韧性的奥氏体组织因变形产生冷作硬化,表面硬度由170～230 HB迅速增至500 HB以上,从而获得高的耐磨性.     

耐磨材料与使用工况关系研究

研究比较了高锰钢，马氏体球铁和中碳马氏体钢在二体静载和三体动载条件下的磨损特性，从而找出耐磨材料与使用工况关系。结果表明，在静载条件下，马氏体球铁耐磨性最好；在非强烈冲击条件下，中碳马氏体钢耐磨性最好；在强烈冲击条件下，高锰钢耐磨性最好。     

斗轮机斗齿的开发

斗齿是矿山采掘设备中最主要的部件，在工作中要承受复杂的拉伸、剪切、冲击力和磨料磨损、化学腐蚀。耐磨材料的研究在国内外都是一门重要的学科，各院校、科研机构、企业及矿山在这方面都有很大的投入，从国内外发展趋势看，它主要有三个阶段：首先是耐磨材料的研究，在此期间涌现出了白口铁、高铬铸铁、高锰钢、耐磨合金钢等一大批耐磨材料，大大提高了磨损件的耐磨性。     

锻焊和形变热处理对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响

铸造高锰钢是应用非常广泛的耐磨材料之一,但是由于铸造高锰钢存在缩松、气孔、晶粒粗大等铸造缺陷,导致其存在力学性能降低、服役稳定性差等难题。为了减少铸造高锰钢辙叉孔洞类缺陷和细化奥氏体晶粒,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响,首先对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行常规拉伸性能测试,然后在不同载荷作用下对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行摩擦磨损试验。结果表明,FW&TMCP高锰钢的强塑性远高于铸造高锰钢,应变硬化速率也高于铸造高锰钢。微观组织结果显示FW&TMCP高锰钢的孔洞类缺陷减少了82%,致密度大幅提高。随着摩损载荷的增大,两种状态高锰钢摩擦因数均逐渐减小。在施加相同磨损载荷时,铸造高锰钢的摩擦因数小于FW&TMCP高锰钢;FW&TMCP高锰钢的塑性变形程度更小,耐磨性更高。随着磨损载荷的增大,两种状态高锰钢的磨损机制均由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

双液双金属复合铸造颚板新工艺研究与应用

通过对双液双金属颚板的生产工艺研究,提出了双液双金属复合铸造颚板新工艺,该工艺制造的颚板双金属结合层强度高,颚板耐磨性较普通高锰钢颚板提高3～5倍,适合于批量生产.     

一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺

探讨一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺。结果表明,水韧处理结合高压热处理和常压热处理可以有效地改善耐磨高锰钢组织中析出碳化物形态及分布,经水韧处理后再经5 GPa、650℃保温30 min的高压热处理和750～800℃保温60 min的热处理,耐磨高锰钢可获得弥散分布的颗粒状和短条状碳化物。     

高锰钢焊接复合锤头的研制

介绍了通过在高锰钢锤头的打击部位焊接耐磨合金复合板制作PCKW-1618可逆反击式破碎机复合锤头的生产工艺、使用性能和生产成本。工业实验结果表明：新型高锰钢焊接复合锤头的使用寿命约是改性高锰钢Mn13Cr2RETi整体锤头的3倍，是超高锰钢Mn18Cr2MoRE整体锤头的1．5倍，其生产成本介于上述两种锤头之间，但其性能价格比在这3种类型的锤头中是最佳的。     

耐磨低合金铸钢的研制

加入稀土合金及多种合金元素研制的耐磨合金铸钢,经过热处理工艺后,硬度和韧度高,耐磨性能好,成本低,在中、低冲击功工况下是高锰钢和高铬钢的理想替代材料.     

中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能

研究了冲击载荷大小对中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能的影响。结果表明，与高锰钢试样相比，当冲击载荷≤1．5J时，铸态耐磨钢有较好的耐磨性。     

破碎机锤头耐磨材料的研制与选择

分析了近年来国内外破碎机锤头耐磨材料的研究及应用情况,指出破碎机锤头材料普遍存在的问题：硬度和韧性偏低、耐磨性差,且容易断裂。着重介绍了大型破碎机超强高锰钢锤头、耐磨合金钢锤头、高韧性合金耐磨铸铁锤头的研制和使用效果。     

钢铁耐磨材料技术进展

评述了耐磨锰钢、耐磨白口铸铁、非锰系耐磨合金钢、耐磨球铁和耐磨钢铁基复合材料以及耐磨件铸造和热处理工艺技术的进展,重点推介了近年实施的几种先进的钢铁耐磨材料工程化和产业化技术,阐明了耐磨材料技术发展过程中减少合金元素、耐磨件少无加工、耐磨件大型化、物理场对耐磨件凝固的影响、价电子理论的应用及数值模拟工艺技术的应用等几个值得关注的问题,并就该技术发展方向及研发重点提出了建议。     

高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头的组织和冲击韧性

通过工艺试验,力学性能检验以及光镜、电镜、Ｘ射线衍射、电子探针等湿微分析手段,对高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头的组织形态和冲击韧性进行了系统研究,确定了接头各区的组织形态和冲击韧性的变化情况,并提出了高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊时改善钢轨钢焊接热影响区冲击韧性的工艺措施。研究表明,利用过渡材料来实现焊接性差、万分和物理性能相差悬殊的高锰钢与钢轨钢的焊接是一种行之有效的工艺措施。     

高锰钢的泡沫陶瓷过滤净化

采用泡沫陶瓷过滤片对高锰钢进行过滤处理，对其进行金相分析和测试密度，冲击韧性和耐磨性能，并与未过滤的高锰钢进行对比，实验结果表明，在过滤的高锰钢中，金属夹杂物明显减小，密度提高0．53％，冲击韧性39．5％，耐磨性能提高1．04倍，批量生产结果表明，过滤的高锰钢球磨机衬板的使用寿命提高0．6－0．7倍。     

高硬金属材料在风扇磨煤机冲击板上的应用

风扇磨煤机根据实际使用条件，适当提高有益合金的含量，制造多元高铬铸铁冲击板。其耐磨性和综合力学性能得到很大程度的改善。在对冲击板结构进行适当改进后，采用合理的工艺措施保证铸件的内在及外观质量。经实际应用，抗磨效果良好，寿命比原用高锰钢提高2倍以上。