高鉻渣漿泵過流部件的生產 渣漿必須抽排。渣漿中含有很多硬質礦粒, 各種礦山在生產過程中要產生許多渣漿.對渣漿泵過流部件護套、葉輪、前護板、后護板產生高速沖刷,切削摩擦和腐蝕磨損作用,使其很快穿透而失效。若材質和生產工藝選擇不當,護套使用十天左右就報廢。渣漿泵過流部件護套、葉輪等是易損件,各種礦山的消耗量是很大的 1材質的選擇 其中以護套磨損zui嚴重。以護套為例進行說明, 渣漿泵易損過流件有:護套、葉輪、前護板、后護板.其它鑄件材質選擇和護套相同。護套選擇幾種材質時的使用壽命比較如表1 表1幾種材料護套的使用壽命 材質 鎳硬鑄鐵 奧貝球鐵 高鉻鑄鐵 Ｃｒ15Ｍｏ1Ｃｕ1改型高鉻鑄鐵 使用壽命/ｄ 37304362價格/元 8000550065007000 改型高鉻鑄鐵護套使用壽命zui長, 表1中數據是從六個礦山企業用戶統計的平均值。從比較結果看出.壽命價格比*。鎳硬鑄鐵價格較高,尤其是要消耗大量的貴重合金元素鎳,國鎳礦資源又貧乏,所以選鎳硬鑄鐵不合適。奧貝球鐵是一種新型耐磨材料,國內也有人用它生產渣漿過流 資料[1]曾有報道,部件.經我試驗比擬,奧貝球鐵用于生產礦漿高速沖刷磨損的渣漿部件時耐磨性不如高鉻鑄鐵。且奧貝球鐵生產工藝比高鉻鑄鐵復雜,生產工藝過程不易控制。普通高鉻鑄鐵雖然硬度較高,使用壽命比其它幾種材料都長,但它太脆,礦粒高 高鉻渣漿泵過流部件的生產 磨面上腐蝕凹坑較嚴重。不能使高鉻鑄鐵的耐腐蝕性能和強韌性更高一些,速沖刷時金屬材料脫落磨.組織更細密一些,礦粒高速沖刷時金屬資料就不易從本體脫落,耐磨性就會大大提高。資料[2]介紹:以腐蝕角度來看,Ｃｒ15Ｍｏ1Ｃｕ1高鉻鑄鐵作為護套的材質并不理想!應選擇含鉻的Ｃｒ28高鉻鑄鐵。 鑄件利息太高, 但Ｃｒ28含鉻太高.所以從經濟角度考慮不太適宜,因此我試制改型高鉻鑄鐵渣漿過流部件。高鉻鑄鐵的金相組織是馬氏體+碳化物+剩余奧氏體,奧氏體比馬氏體韌性高,減少馬氏體含量,增加奧氏體含量,有利于改善高鉻鑄鐵的韌性。并且這種奧氏體是碳過飽和的,富含鉻的固溶體,所以強度也高。這種奧氏體和高錳鋼金相組織的奧氏是不相同的 *種是馬氏體+碳化物+少量剩余奧氏體;第二種是奧氏體+碳化物+局部馬氏體,選兩種金相組織高鉻鑄鐵生產護套.經實際使用,前者的壽命不如后者長。這種現象說明,護套在服役中除過磨損以外,還與腐蝕有關。因為礦漿對金屬材料具有腐蝕作用,而奧氏體比 有以下幾個途徑:*,馬氏體抗腐蝕性強。要想使高鉻鑄鐵的金相組織得到一定的奧氏體.增加鉻含量。鉻元素擴大奧氏體相區,降低相變溫度,奧氏體含量隨著鉻含量的增加而增加。第二,添加鎳和錳元素。鎳元素強烈擴大奧氏體相區,降低相變溫度,當鎳元素增加到一定量時,奧氏體相區甚至擴大到室溫狀態。錳能部分代替鎳,具有 但作用比鎳弱。但鎳的加入量不宜太多,和鎳相似的性能.鎳過量后護套反而不耐磨。第三,添加提高淬透性的元素,如銅、鉬、鎢等。護套壁厚不大,所以這些元素加入微量即可。奧氏體并非越多越好,而是有一定*含量,逾越*含量后護套耐磨性就下降。碳化物的性能和形狀對護套的耐磨性影響很大。 Ｍ7Ｃ3和Ｍ23Ｃ6型碳化物比Ｍ3Ｃ型碳化物耐磨, *.資料[3]介紹,Ｃｒ/Ｃ比超過35倍后,才干得到Ｍ7Ｃ3 不只碳化物的分子結構由Ｍ3Ｃ→Ｍ7Ｃ3Ｍ23Ｃ6發生變化,型碳化物。隨著鉻含量的增加.而且其組織形狀也發生變化,由網狀→板條狀→塊狀變化,顯然,后者比前者對基體的割裂作用小,不易從基體上脫落。后者比前者顯微硬度高。由資料[2]得,三種結構的碳化物顯微硬度分別是:Ｍ3Ｃ型ＨＶ=8401100,Ｍ7Ｃ3型ＨＶ=12001800,Ｍ23Ｃ6型ＨＶ=10001100,所以,后者組織的護套比前者耐磨性好。 變換處置能顯著改善碳化物的形狀。用含稀土的復合蛻變劑處理高鉻鑄鐵, 除過含鉻量影響碳化物的結構和形狀外.不只使碳化物的形狀塊狀化,而且使其組織細密,宏觀斷口的冰渣現象明顯減少,各項機械性能指標得以提高。復合型碳化物比簡單形碳化物耐磨,所以,Ｍ7Ｃ3中 而應該是幾種或多種元素,Ｍ不應該僅是Ｆｅ和Ｃｒ.如Ｎｂ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ等,Ｎｉ和Ｃｕ不進入碳化物,但具有其它有益作用),多種合金元素有機配合,能顯著提高高鉻鑄鐵的淬透性,防止組織發生珠光體轉變,得到細密 從而使高鉻鑄鐵的耐磨性大大提高,馬氏體.蛻變處置和加入Ｖ、Ｔｉ等合金元素細化高鉻鑄鐵的組織,生產高鉻鑄鐵的關鍵工序,組織越細密,其耐磨性越好,壽命越長 高鉻渣漿泵過流部件的生產 過量用合金,但合金元素的種類和加入量并非越多越好.高鉻鑄鐵脆性增加,磨損中出現剝落現象,從而加劇資料的磨損,符合資料[5]理論觀點。廠經過多年的生產實踐,選定改型高鉻鑄鐵渣漿過流部件的化學成分是ｗ(Ｃ)=2.1%3.6%,ｗ(Ｓｉ)=0.6%1.8%,ｗ(Ｍｎ)=1.0%2.5%,ｗ(Ｓ)≤0.07%,ｗ(Ｐ)≤0.05%,ｗ(Ｃｒ)=15%26%,其它合金≥35%,用中頻感應電爐熔煉鐵水,1480℃～1500℃出爐,1420℃～1360℃澆注。 2造型工藝 護套脖頸處不放外冷鐵, 開始生產時.該處縮裂,縮孔嚴重,使用中該處提前磨穿。而后我造型時給 并把過渡園孤半徑由Ｒ20ｍｍ增大到Ｒ50ｍｍ,該處放成型外冷鐵.既增加了壁厚,又解決了縮裂,縮松問題,防止了該處提高磨穿的現象。護套的三種澆冒口系統方案如圖1圖3所示。三種澆冒口系統方案我都用過。*種方案冒口對鑄件的補縮效果不明顯。冒口的補縮效果η=冒口的理論重量-澆注后冒口的實際重量)÷冒口理論重量,九 η=7%8%,八年按此工藝生產時經統計計算.此值和資料[6]提供的高鉻鑄鐵液態收縮率75%相近,所以冒口基本上是自身補縮,而沒有補縮鑄件。第二種方案利用護套壁厚均勻一致的特點,分散澆口,使型腔溫度趨于一致,實現同時凝固,工藝出品率較高,但橫澆 使橫澆口對與內澆口相連的鑄件局部進行補縮,口截面積必須略大一些.否則,與內澆口相連處鑄件局部會產生小縮孔和縮松。第三種方案是澆注時鐵水從下向上充型,從而形成從下向上由低到高的順向溫度梯變,便于頂部冒口補縮,再加出氣冒口(冷筋冒口)配合 橫澆口中安放過濾片使鑄件組織致密無縮孔縮松缺陷。前后護板澆冒口系統和圖1相似用兩只熱冒口補縮下部放冷鐵如圖4所示。葉輪由于有多個分散的熱節壁厚相差較大難以用一兩個冒口集中補縮。側冒口偏離熱節太遠補縮不進去若不設冒口澆道腔隔墻內會產生縮孔縮松影響葉輪壽命所以必需水平造型水平澆注每個熱節頂. 共五只冒口,安放一只小冒口.如圖5所示。 先各使用粘土干砂型, 型砂的選擇影響到鑄件的尺寸精度和表面粗糙度.水玻璃砂型、樹脂砂型工藝都生產過,后者比前者鑄件尺寸精度高。故為渣漿泵過流件,這三種型砂工藝都能滿足設計和使用要求,但生產成本不同,應根據具體條件確定。 3熱處理工藝 存在組織偏析, 高鉻鑄鐵鑄態成分不均勻.晶粒粗大,含有局部珠光體和菜氏體,并存在較大的鑄造應力,這些都降低了高鉻鑄鐵的機械性能,使其不能充分發揮應有的*特性,鑄件使用壽命縮短。所以必需進行熱處理,熱處置后要求高鉻鑄鐵渣漿泵過流部件的理想金相組織是:馬氏體+碳化物+奧氏體。由于高鉻鑄鐵的導熱性差,所以750℃以下計溫時要緩慢加熱,高溫出爐后空冷 其結果如表2所示?；蝻L冷。選用五種加熱溫度和三種回火溫度進行了熱處理比較. 以980℃淬火性能*, 經生產試驗和使用比較.護套使用壽命zui長,所以我zui后確定熱處理工藝為:980℃風冷+280℃回火空冷。350℃以上回火后,鑄件韌性提高,硬度下降,耐磨性略有下降,低于和高于980℃淬火鑄件硬度均有所下降,耐磨性也降低。 4結論 護套壽命可達兩個月。2渣漿泵過流部件造型時應以冒口加冷鐵配合應用, 1渣漿泵過流部件應選用多元合金高鉻鑄鐵生產.方能得到組織致密而合格的鑄件。3渣漿泵過流部件的熱處理工藝以980℃淬火+280℃回火為*。
