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詳解高鉻鐵碳合金拋丸機(jī)葉片的研制
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編輯：拋丸機(jī)發(fā)表時間：2021-10-26
高鉻鐵碳合金拋丸機(jī)葉片的研發(fā)：
前言：S200—F拋丸機(jī)是從日本新東株式會社進(jìn)口的大型先進(jìn)設(shè)備。其中拋丸葉片磨損量特別大,替換頻頻,選用低鉻或高鉻鑄鐵葉片均達(dá)不到日本葉片壽數(shù),確保不了使用壽數(shù)。從日本進(jìn)口拋丸葉片。研討適宜大功率拋丸葉片,替代日本進(jìn)口葉片,是一項急需解決的課題。我們經(jīng)過一年多時間研討成功的高鉻鐵碳合金葉片,與日本葉片比較,已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
一、S200—F拋丸機(jī)葉片失效剖析及合金成分規(guī)劃
1.1葉片失效剖析
S200—F拋丸機(jī)拋速76m/min,拋丸量500~1250kg/min,轉(zhuǎn)速2160r/min,功率75kw。該機(jī)目前在世界上仍屬第一流設(shè)備,出產(chǎn)效率高,拋丸量大,彈丸拋射速度高。作業(yè)進(jìn)程是由分配器輸人大量彈丸,以很高的速度沿著葉片外表從人口端向出口端重復(fù)沖擊和彈跳滾動,加之葉輪的高速旋轉(zhuǎn),彈丸對葉片外表的正壓力隨著離輪心距離的加大而增大,使葉片外表構(gòu)成溝槽和裂紋而失效。
1.2化學(xué)成分規(guī)劃
葉片外表在高速摩擦進(jìn)程中發(fā)生的劇烈磨損屬兩體沖擊磨損。多年來,我們研討耐磨資料,首要針對工況條件合理選擇化學(xué)成分,獲得抱負(fù)的金相安排及相應(yīng)的耐性和耐磨性。葉片化學(xué)成分規(guī)劃,選用以鉻為主,妮和稀土為輔的高鉻鐵碳合金成分。
碳：碳是合金中的主導(dǎo)元素,含碳量直接影響資料的硬度和耐性,進(jìn)步含碳量可以增加顯微安排中碳化物的比率,然后進(jìn)步耐磨性。根據(jù)葉片工況,碳量選擇為2.90%~3.40%。
鉻：鉻與碳的親和力強(qiáng),能構(gòu)成安穩(wěn)的鉻碳化物(Cr,Fe)7C3,固溶于奧氏體,強(qiáng)化金屬基體。碳和鉻的含量之比,決議碳化物類型及碳化物數(shù)量。實踐證明鉻碳比大于7為宜,因而選擇鉻量為20.00%~28.00%。
鈮：鈮在元素周期表屬VB族。鋁和碳的親和力強(qiáng),能構(gòu)成十分安穩(wěn)的NbC,其硬度高達(dá)2600HV,溶于奧氏體中阻撓晶粒長大。鈮加人量為0.30~0.60%。
稀土：加人適量稀土進(jìn)行爐前處理,細(xì)化晶粒,使碳化物均勻散布,去除硫和氧等有害雜質(zhì),凈化鐵水,進(jìn)步歸納性能。加人量為實驗內(nèi)0.20%~0.30%
二、實驗內(nèi)容及辦法
2.1、葉片試樣熔鑄辦法
高鉻鐵碳合金熔煉在150kg酸性中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行,爐料為低碳廢鋼、廢電極、低中碳鉻鐵和鈮鐵。爐前調(diào)整成分,用0.3%純鋁脫氧,出爐溫度1500~1520℃,稀土在包內(nèi)沖人,沖擊試棒20*20*110mm。
2.2、葉片鑄造工藝
葉片裝機(jī)要求嚴(yán)格,每片葉片配重誤差為5g,一般砂型鑄造難以確保。故選用自硬樹脂砂型,石英砂100%,樹脂2%~3%,磷酸為樹脂的25%~30%,配料后在樹脂砂混砂機(jī)中拌和3~5min造型,硬化起模,起模后將鑄型側(cè)放防止變形。
2.3、葉片裝機(jī)實驗
1992年元月18日高鉻鐵碳合金葉片在S200—F拋丸機(jī)上與日本葉片各裝4片同機(jī)運轉(zhuǎn)實驗,定時停機(jī)進(jìn)行失重檢測失效情況。
三.實驗成果剖析
3.1、金相顯微安排剖析
3.1.1、葉片金相安排
葉片金相顯微安排為奧氏體十碳化物(主相M7,C3,次相NbC)。碳化物呈板條狀定向擺放,碳化物端部硬度大于旁邊面硬度。高鉻合金碳化物板條狀呈定向擺放,有序地似鋼釘一排排地“釘”在基體上,強(qiáng)化了基體,進(jìn)步了耐性,使葉片具有良好的耐磨性及抗破碎抗脫落能力。
出產(chǎn)葉片時,讓碳化物定向擺放在葉片的作業(yè)部位,使碳化物端部觸摸丸粒,以進(jìn)步葉片的耐磨性,并使葉片在承受高速沖擊的丸粒時碳化物不易折斷、脫落。板條狀定向擺放的碳化物大幅度地進(jìn)步了葉片作業(yè)壽數(shù)。
3.1.2鉻、鈮碳化物在基體中的面散布
經(jīng)過彩色電鏡,電子探針掃描看到鉻元素富集的碳化物M7C3、在基體中散布比較均勻,顯微硬度為1400HV。電鏡觀察碳化鈮均勻彌散地散布在基體中,顯微硬度為2100HV。
3.2化學(xué)元素及力學(xué)性能檢測
3.2.1、葉片化學(xué)成分剖析
葉片化學(xué)成分剖析是在本所及武漢汽車工業(yè)大學(xué)進(jìn)行的,成果符合化學(xué)成分規(guī)劃要求。
3.2.2、流動性。
選用標(biāo)準(zhǔn)螺旋試樣,壓頭240mm,澆注溫度140℃,螺旋試樣澆注長度為850mm、880mm。
3.2.3、線收縮率
在動態(tài)自線收縮儀上檢測為2%。
3.2.4、沖擊耐性：ak=9.41j/cm2。
3.2.5、洛氏硬度硬度為57HRC,57HRC,56.5HRC。
四、結(jié)論
(1)、高鉻鐵碳合金葉片化學(xué)成分規(guī)劃合理,鉻碳比大于6為宜。
(2)、葉片出產(chǎn)選用自硬樹脂砂型,操控起模工藝,能夠確保葉片5克質(zhì)量誤差。
(3)、M7C3、NbC等碳化物鑲嵌在奧氏體基體中呈板條狀定向擺放,進(jìn)步了沖擊耐性和耐磨性,使碳化物具有良好的抗破碎抗脫落能力。
(4)、高鉻鐵碳合金葉片與日本葉片同機(jī)失重實驗,已徹底達(dá)到了日本進(jìn)口葉片壽數(shù),具有明顯得經(jīng)濟(jì)效益
前言：S200—F拋丸機(jī)是從日本新東株式會社進(jìn)口的大型先進(jìn)設(shè)備。其中拋丸葉片磨損量特別大,替換頻頻,選用低鉻或高鉻鑄鐵葉片均達(dá)不到日本葉片壽數(shù),確保不了使用壽數(shù)。從日本進(jìn)口拋丸葉片。研討適宜大功率拋丸葉片,替代日本進(jìn)口葉片,是一項急需解決的課題。我們經(jīng)過一年多時間研討成功的高鉻鐵碳合金葉片,與日本葉片比較,已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
一、S200—F拋丸機(jī)葉片失效剖析及合金成分規(guī)劃
1.1葉片失效剖析
S200—F拋丸機(jī)拋速76m/min,拋丸量500~1250kg/min,轉(zhuǎn)速2160r/min,功率75kw。該機(jī)目前在世界上仍屬第一流設(shè)備,出產(chǎn)效率高,拋丸量大,彈丸拋射速度高。作業(yè)進(jìn)程是由分配器輸人大量彈丸,以很高的速度沿著葉片外表從人口端向出口端重復(fù)沖擊和彈跳滾動,加之葉輪的高速旋轉(zhuǎn),彈丸對葉片外表的正壓力隨著離輪心距離的加大而增大,使葉片外表構(gòu)成溝槽和裂紋而失效。
1.2化學(xué)成分規(guī)劃
葉片外表在高速摩擦進(jìn)程中發(fā)生的劇烈磨損屬兩體沖擊磨損。多年來,我們研討耐磨資料,首要針對工況條件合理選擇化學(xué)成分,獲得抱負(fù)的金相安排及相應(yīng)的耐性和耐磨性。葉片化學(xué)成分規(guī)劃,選用以鉻為主,妮和稀土為輔的高鉻鐵碳合金成分。
碳：碳是合金中的主導(dǎo)元素,含碳量直接影響資料的硬度和耐性,進(jìn)步含碳量可以增加顯微安排中碳化物的比率,然后進(jìn)步耐磨性。根據(jù)葉片工況,碳量選擇為2.90%~3.40%。
鉻：鉻與碳的親和力強(qiáng),能構(gòu)成安穩(wěn)的鉻碳化物(Cr,Fe)7C3,固溶于奧氏體,強(qiáng)化金屬基體。碳和鉻的含量之比,決議碳化物類型及碳化物數(shù)量。實踐證明鉻碳比大于7為宜,因而選擇鉻量為20.00%~28.00%。
鈮：鈮在元素周期表屬VB族。鋁和碳的親和力強(qiáng),能構(gòu)成十分安穩(wěn)的NbC,其硬度高達(dá)2600HV,溶于奧氏體中阻撓晶粒長大。鈮加人量為0.30~0.60%。
稀土：加人適量稀土進(jìn)行爐前處理,細(xì)化晶粒,使碳化物均勻散布,去除硫和氧等有害雜質(zhì),凈化鐵水,進(jìn)步歸納性能。加人量為實驗內(nèi)0.20%~0.30%
二、實驗內(nèi)容及辦法
2.1、葉片試樣熔鑄辦法
高鉻鐵碳合金熔煉在150kg酸性中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行,爐料為低碳廢鋼、廢電極、低中碳鉻鐵和鈮鐵。爐前調(diào)整成分,用0.3%純鋁脫氧,出爐溫度1500~1520℃,稀土在包內(nèi)沖人,沖擊試棒20*20*110mm。
2.2、葉片鑄造工藝
葉片裝機(jī)要求嚴(yán)格,每片葉片配重誤差為5g,一般砂型鑄造難以確保。故選用自硬樹脂砂型,石英砂100%,樹脂2%~3%,磷酸為樹脂的25%~30%,配料后在樹脂砂混砂機(jī)中拌和3~5min造型,硬化起模,起模后將鑄型側(cè)放防止變形。
2.3、葉片裝機(jī)實驗
1992年元月18日高鉻鐵碳合金葉片在S200—F拋丸機(jī)上與日本葉片各裝4片同機(jī)運轉(zhuǎn)實驗,定時停機(jī)進(jìn)行失重檢測失效情況。
三.實驗成果剖析
3.1、金相顯微安排剖析
3.1.1、葉片金相安排
葉片金相顯微安排為奧氏體十碳化物(主相M7,C3,次相NbC)。碳化物呈板條狀定向擺放,碳化物端部硬度大于旁邊面硬度。高鉻合金碳化物板條狀呈定向擺放,有序地似鋼釘一排排地“釘”在基體上,強(qiáng)化了基體,進(jìn)步了耐性,使葉片具有良好的耐磨性及抗破碎抗脫落能力。
出產(chǎn)葉片時,讓碳化物定向擺放在葉片的作業(yè)部位,使碳化物端部觸摸丸粒,以進(jìn)步葉片的耐磨性,并使葉片在承受高速沖擊的丸粒時碳化物不易折斷、脫落。板條狀定向擺放的碳化物大幅度地進(jìn)步了葉片作業(yè)壽數(shù)。
3.1.2鉻、鈮碳化物在基體中的面散布
經(jīng)過彩色電鏡,電子探針掃描看到鉻元素富集的碳化物M7C3、在基體中散布比較均勻,顯微硬度為1400HV。電鏡觀察碳化鈮均勻彌散地散布在基體中,顯微硬度為2100HV。
3.2化學(xué)元素及力學(xué)性能檢測
3.2.1、葉片化學(xué)成分剖析
葉片化學(xué)成分剖析是在本所及武漢汽車工業(yè)大學(xué)進(jìn)行的,成果符合化學(xué)成分規(guī)劃要求。
3.2.2、流動性。
選用標(biāo)準(zhǔn)螺旋試樣,壓頭240mm,澆注溫度140℃,螺旋試樣澆注長度為850mm、880mm。
3.2.3、線收縮率
在動態(tài)自線收縮儀上檢測為2%。
3.2.4、沖擊耐性：ak=9.41j/cm2。
3.2.5、洛氏硬度硬度為57HRC,57HRC,56.5HRC。
四、結(jié)論
(1)、高鉻鐵碳合金葉片化學(xué)成分規(guī)劃合理,鉻碳比大于6為宜。
(2)、葉片出產(chǎn)選用自硬樹脂砂型,操控起模工藝,能夠確保葉片5克質(zhì)量誤差。
(3)、M7C3、NbC等碳化物鑲嵌在奧氏體基體中呈板條狀定向擺放,進(jìn)步了沖擊耐性和耐磨性,使碳化物具有良好的抗破碎抗脫落能力。
(4)、高鉻鐵碳合金葉片與日本葉片同機(jī)失重實驗,已徹底達(dá)到了日本進(jìn)口葉片壽數(shù),具有明顯得經(jīng)濟(jì)效益
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本文來源青島華盛泰拋丸機(jī)：http://m.bdxinghe.cn/news/4349.html
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