复合双金属衬板在大型湿式磨机上的应用

第一篇：复合双金属衬板在大型湿式磨机上的应用

复合双金属衬板在大型湿式磨机上的推广应用

一.市场调查现状：

金属选矿用大型湿式自磨机、球磨机、棒磨机衬板，使用工况十分恶劣，不仅要承受严重的高能量冲击磨料磨损，还伴随着不同程度的电化学腐蚀、硫腐蚀、酸性或碱性腐蚀。高锰钢衬板耐磨耐蚀性差，而且屈服强度低，容易在冲击碾压作用下过度变形，难以拆卸。中碳中合金钢衬板（C-0.5-0.7%, Si<1.0%，Mn-0.4-0.8%，Cr-1.5-3.0%, Mo-0.5-1.0%，Cu-0.3-0.5%，Ni-0.2-1.0%）为马氏体基体，耐蚀性一般，虽然硬度较高HRC40-55（干磨表现出较高的耐磨性，湿磨腐蚀磨损则较快），但最大弱点是冲击韧性较低（ak=10J左右），极易脆性断裂，安全性担忧。

故此无论是高锰钢还是中碳中合金钢衬板，在大型湿式磨机中的使用寿命均不超过三个月（进口衬板例外）。当然，衬板的短期报废实属无奈，不仅拆装更换频繁、耗时耗力、严重影响生产，而且给企业造成巨大的采购支出和成本增加。

二.解决问题的办法：

针对上述市场调查现状，我公司与清华大学材料科学与工程系及钢铁研究院结构材料研究所长期合作研制成功了新型ZM-8A-4超级加工硬化耐磨钢。此钢种具有优良的耐腐蚀、耐磨损、耐冲击综合性能，为国内首创，及时地解决了大型湿式磨机衬板使用寿命较短的难题。

三.新材料、新工艺耐蚀、耐磨、耐冲击机理分析

高锰钢为至今已使用一百余年的传统耐磨材料，具有极高的冲击韧性（ak>100J）；高铬铸铁是世界上公认的优良耐磨材料，但冲击韧性极低（ak2-7J），稍一撞击即断。ZM-8A-4是在传统高锰钢和高铬铸铁的基础上加以改进提高，通过特殊热处理而得到多元复相组织：奥氏体+马氏体+共晶碳化物（M7C3），属于亚稳定奥氏体向马氏体转变组织（α+ε）。主要化学成分：C≥1.0%，Cr-18.0-26.0%, Mo≤4.0%,（这是保证高耐蚀性和形成高硬度的碳化物Cr7C3、Mo2C所必须的Cr、Mo含量）,Mn≥2.0%, Si≤0.5%,适量添加强碳化物硬质点形成并弥散分布元素和强耐蚀元素W、Ni、Nb、V、Ti、Zr、Cu、B、稀土等，采用自有专利技术——融熔复合双金属衬板铸造工艺，使得其既具有高铬铸铁的高耐磨性（ZM-8A-4热处理硬度HRC55-65），又具有高锰钢的高冲击韧性（非工作面低合金钢ak≥50J，工作面ZM-8A-4 ak≥7-20J,整体冲击ak30-60J），不易断裂，安全可靠。

ZM-8A-4的另一显著特点是其加工硬化速率是高锰钢的2-3倍，可由起始硬度HRC45-52(铸态)迅速提高到冲击后的HRC56-62，即在工作过程中硬度不断升高而耐磨性增强。四.结论：

ZM-8A-4复合双金属衬板在大型湿式磨机中可大幅延长使用寿命，相对于目前的2-3个月提高到6-8个月或一年以上，为高锰钢或中碳中合金钢的3-5倍，价格为中碳中合金钢的1.5-2倍。值得有责任心之有识之士重视和推广应用，必将为企业直接赢得可观的经济效益和社会效益。

江苏首尔特种合金有限公司

高级工程师：杨继坤

2011年10月