耐磨合金材料在燒結(jié)生產(chǎn)中的應(yīng)用

白建紅

摘 要：本文主要介紹新型合金材料在鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：耐磨材料；燒結(jié)機(jī)；強(qiáng)度與韌性

隨著現(xiàn)代工業(yè)科技化的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備在許多的國家都占著非常重要的比重，但機(jī)械設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域投入使用的同時(shí)，也帶來了許多后期維修的問題。機(jī)械裝備磨損太過于嚴(yán)重，據(jù)大量的數(shù)據(jù)顯示，我國的機(jī)械裝備設(shè)備以及零部件的磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失占我國國民生產(chǎn)總值的4%左右，在經(jīng)濟(jì)損失上不僅給我國造成了嚴(yán)重的影響，給世界上其他的國家也帶來了巨大的損失，因此各國都非常重視耐磨材料的研究，以此來減少在經(jīng)濟(jì)上過大的投入，提高耐磨金材料在工業(yè)生產(chǎn)的大力使用。

目前我國在耐磨金材料上的研究取得了一定的成績，相比世界上其他的發(fā)達(dá)國家更加注重微合金化和晶強(qiáng)化相結(jié)合作為耐磨材料發(fā)展的目標(biāo)，我國更加注重耐磨材料采用多元微合金和彌散強(qiáng)化相結(jié)合的方法來降低磨合金的磨損程度，為我國的工業(yè)生產(chǎn)提供相應(yīng)的發(fā)展技術(shù)，促進(jìn)我國工業(yè)的發(fā)展，減少工業(yè)后期投入的成本。

1 燒結(jié)生產(chǎn)特有的磨損機(jī)制分析

1.1 粘著磨損

粘著磨損是指材料本身在運(yùn)作的過程中會(huì)受到距離的運(yùn)動(dòng)大小的影響，造成一定的磨損，一般發(fā)生在燃結(jié)機(jī)頭輪齒坂與臺(tái)車卡輪嚙合等，主要存在燒結(jié)各區(qū)域的傳動(dòng)設(shè)備當(dāng)中。總之，粘著磨損就是與機(jī)器設(shè)備的傳動(dòng)有密切的關(guān)系，通過機(jī)器內(nèi)部發(fā)生磨損，再加上材料本身的抗壓力和強(qiáng)度，像鋼等材料在使用的過程中，由于自身的強(qiáng)度和屈服壓力，設(shè)備在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生粘著磨損，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 機(jī)器外部由于操作的時(shí)間過長發(fā)生的磨損

機(jī)械裝備或者內(nèi)部的零件在長時(shí)間的工作運(yùn)轉(zhuǎn)中，受到表面的摩擦和外部環(huán)境的影響下，使磨金材料成細(xì)片狀剝落，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備外部發(fā)生磨損。

大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明，機(jī)械設(shè)備的表面疲勞磨損最為常見，工作中超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力，以及沒有對(duì)機(jī)械設(shè)備表面進(jìn)行定期的相應(yīng)維護(hù)。

1.3 材料本身的磨損

耐磨材料在本身的構(gòu)造中需要鋼材的硬度與磨料硬度有一定的比值，這個(gè)比值決定了鋼材有一定的損耗率。在燃結(jié)生產(chǎn)的過程中，注意材料在在設(shè)備中的內(nèi)襯要有一定的耐磨性以及耐磨的熱性，比如冷、熱振動(dòng)篩篩板、冷、熱振動(dòng)給料機(jī)槽體等的設(shè)備內(nèi)襯都需要選用耐磨磨合金。

1.4 介質(zhì)流體沖擊產(chǎn)生的侵蝕磨損

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)受到各種介質(zhì)流體的沖擊，比如包括括水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、膨脹機(jī)、風(fēng)力機(jī)等在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)會(huì)受到這些介質(zhì)流體的沖擊造成磨損。

在這里需要注意的是任何機(jī)械設(shè)備以及零件的磨損，都是由于各種磨損造成的，并不是由于某一種磨損造成的，在燃結(jié)生產(chǎn)的過程中，要對(duì)機(jī)械設(shè)備的各種材料選擇耐磨性高，來防止機(jī)械設(shè)備以及零件磨損度太高，在生產(chǎn)的過程中造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 在具體的實(shí)踐中耐磨材料的應(yīng)用分析

傳統(tǒng)的耐磨金屬材料的制造中選擇的是馬氏體基體組織，組織體內(nèi)細(xì)小的碳化物隨處都分布的有，比如像高錳鋼就是屬于這一類材料組成的，在機(jī)械設(shè)備工作運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生巨大的操作壓力以及劇烈的沖擊力，導(dǎo)致金屬材料磨損嚴(yán)重。隨著科技水平的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備中采用的是在物料溜槽內(nèi)部進(jìn)行高錳鋼的安裝。

這種安裝的機(jī)械設(shè)備不能承受現(xiàn)代大機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中帶來的巨大物料流量，不能承受驅(qū)動(dòng)設(shè)備負(fù)荷以及熱負(fù)荷的影響，致使各種磨損損壞加大，在這種情況，急需尋求耐磨性好的材料并且成本更加低廉的材料。以下就對(duì)幾種耐磨材料的選擇做簡要的介紹。

1）380m2環(huán)式冷卻機(jī)臺(tái)車三角梁的耐熱護(hù)板的耐磨材料。目前，我國的380m2環(huán)式冷卻機(jī)臺(tái)車三角梁的耐熱護(hù)板選用的是外國進(jìn)口的，但在耐磨耐熱方面這種機(jī)器本身耐磨度不高，在這種情況下我國選用60Si2Mn彈簧鋼，用低氫堿性焊條直流焊接，并且溫度在500攝氏度左右，這種材料的應(yīng)用在實(shí)踐中效果良好，護(hù)板表面磨損的不是很嚴(yán)重。這種直流焊接焊接的縫隙不大，對(duì)機(jī)器內(nèi)部的材料起著彌散強(qiáng)化的作用，在這種組織狀態(tài)下耐磨材料有著巨大的彈性作用，合金鋼中的合金碳化物提高了鋼的軟度，降低鋼的硬度，提高鋼材的耐磨性。

2）驅(qū)動(dòng)摩擦片耐磨材料的選擇。由于機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，產(chǎn)生較大的摩擦力，因此摩擦板的接觸力應(yīng)該在6000kg/cm2，在如此大的摩擦力的沖擊下必定會(huì)造成機(jī)器磨損嚴(yán)重，選擇35CrMoSiA驅(qū)動(dòng)摩擦力片會(huì)減少摩擦損壞。

3）針對(duì)燃結(jié)機(jī)的輸灰以及環(huán)冷機(jī)散料輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦損壞情況，我國目前采用的是24Mn2k調(diào)質(zhì)處理器，使刮板、中間易磨損的地方減少磨損姓，提高了機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)中的工作效率。

4）對(duì)銘系材料的耐磨性選擇上。與傳統(tǒng)的燒結(jié)生產(chǎn)中對(duì)銘系材料的選擇上相比，現(xiàn)代工業(yè)為了減少材料的磨損，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，一般選擇第銘合金鋼材料。在我國的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)被大量引用在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，并且效果明顯，在一定程度上降低了磨損度。

3 改善耐磨材料的機(jī)制

3.1 把固溶強(qiáng)化作為低合金鋼的基本機(jī)制

把鋼中最主要的元素改為可構(gòu)成置換固溶體，使鋼在韌性上增強(qiáng)，換成可置換固溶體，增加新的溶質(zhì)元素，強(qiáng)化作用更大。在實(shí)踐的設(shè)備操作中運(yùn)用低合金鋼的基本機(jī)制，增強(qiáng)了鋼的耐磨性，較少機(jī)械設(shè)備的損壞程度。

3.2 加工硬化機(jī)制

用線狀障礙物的形式期作用，形成錯(cuò)位強(qiáng)化，在位錯(cuò)的過程中產(chǎn)生新的位錯(cuò)，使位錯(cuò)的密度加大，這種機(jī)制在一定程度上減少了機(jī)器磨損的力度，強(qiáng)化了位錯(cuò)。

3.3 沉淀強(qiáng)化

指金屬在過飽和固溶體中溶質(zhì)原子偏聚區(qū)和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而導(dǎo)致硬化的一種熱處理工藝，像Si-Nb鋼就是采用這樣的強(qiáng)化機(jī)制，通過這種化學(xué)相互作用，加強(qiáng)鋼的耐磨性。

3.4 晶界強(qiáng)化

晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力，在一定的范圍內(nèi)可把塑性變形，并且使變形均勻化。晶界強(qiáng)化是通過物體表面的障礙物起作用，同時(shí)又是位錯(cuò)的障礙物，細(xì)化鋼的屈服強(qiáng)度，所以細(xì)化晶粒能夠改變鋼的韌性。

晶界通過強(qiáng)化的作用，使的強(qiáng)度增大、韌性加大，從而減少鋼的磨損度。晶界強(qiáng)化的作用正是世界上鋼鐵強(qiáng)國以此為基本原理，提高控制軋制技術(shù)水平發(fā)展的根本目標(biāo)，以此來滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展水平。目前，我國在這領(lǐng)域的技術(shù)研究還有發(fā)展和提升的空間。

4 結(jié)語

在科技化進(jìn)程日益加劇的今天，冶金工業(yè)的生產(chǎn)力水平也需要相應(yīng)的發(fā)展，促進(jìn)耐磨金材料在燃結(jié)生產(chǎn)中的應(yīng)用，降低機(jī)器設(shè)備的損壞率，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。

參考文獻(xiàn)：[1] 材料物理性能.機(jī)械工業(yè)出版社.