ZG5OSiMnCiCuRE耐磨鋼是針對(duì)中小型球磨機(jī)襯板在濕式腐蝕磨損工況條件下而研制的一種新型耐磨材料。該研究通過(guò)合金化、變質(zhì)處理和熱處理，使鋼獲得良好的淬透性、淬硬性和力學(xué)性能，從而滿足濕式球磨機(jī)襯板的使用要求。
(1) ZG5OSiMnCrCuRE耐磨鋼的化學(xué)成分ZG5OSiMnCrCuRE鋼襯板的化學(xué)成分。
(2)熱處理工藝經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ZG5OSiMnCrCuRE耐磨鋼襯板經(jīng)高溫淬火加低溫回火后，再經(jīng)一次常溫淬火加低溫回火后，襯板具有較理想的性能。所以采用的熱處理工藝為:650℃均熱后升至(0000C，保溫2h淬火，200℃回火。然后再進(jìn)行一次常溫?zé)崽幚?，即加熱?500C均熱后升至8200C再保溫2h油淬， 2300C回火。
采用上述工藝，先進(jìn)行一次高溫淬火，可使合金元素充分?jǐn)U散和均勻化，使一些微量元素溶于奧氏體中。這種鋼的馬氏體組織在低溫回火時(shí)有一韌性極大值，可利用提高奧氏體化溫度的辦法使韌性極大值再增高。由于未溶第二相質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量、大小和形狀都影響馬氏體的韌性，所以提高奧氏體化溫度，第二相質(zhì)點(diǎn)能減少，顯然對(duì)提高淬火馬氏體的強(qiáng)韌性有利。但是由于錳的存在，使鋼的過(guò)熱傾向嚴(yán)重，奧氏體晶粒在高溫下易于長(zhǎng)大，所以淬火后得到粗大的馬氏體組織，這不利于綜合力學(xué)性能的提高。因此，再采用二次油淬，可使粗大馬氏體明顯減少，這對(duì)強(qiáng)度和韌性是有利的。在實(shí)際生產(chǎn)中，選用10--20號(hào)機(jī)械油為淬火油，油池用活動(dòng)進(jìn)料口，實(shí)行快封閉阻止空氣對(duì)流的原則。為了有效控制低溫回火溫度，采用了低溫井式回火爐。據(jù)測(cè)定，該材料的A c3點(diǎn)約為780.7900C。二次加熱淬火溫度為8200C，由于出爐和預(yù)冷，實(shí)際淬火溫度為790 -- 8000C，為下臨界淬火。事實(shí)證明，經(jīng)上述處理的襯板，強(qiáng)度和韌性配合較好。
(3) ZG5OSiMoCrCuRE耐磨鋼的性能ZG5OSiMoCrCuRE鋼襯板的主要性。磨損試驗(yàn)是在ML-10型磨料磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 60r/min，載荷為2.7kg，環(huán)境溫度為240C，磨料為0.050mm (300目)碳化硅砂紙，重量測(cè)定用1/10000光學(xué)分析天平，試樣磨損面直徑d=3mmo aK值的側(cè)定用的是無(wú)缺口試樣。 從表6一30可見(jiàn)，ZG50SiMnCrCuRE襯板的硬度為高錳鋼的2.5倍以上 (ZGMn 13的為21.5HRC);強(qiáng)度是高錳鋼的1.8倍以上(ZGMnI3的。b為 62OMPa );盡管沖擊韌度比高錳鋼低得多.但并不影響襯板的使用效果。
(4) ZG5OSiMnCrCuRE耐磨鋼襯板的裝機(jī)試驗(yàn)在河南某金礦試驗(yàn)，每運(yùn)行 1000h, ZGMn13襯板磨耗8一9mm; ZG5OSiMnCrCuRE襯板磨耗3一4mm。在河南另一金礦試驗(yàn)，ZGMn13襯板壽命為3一4個(gè)月;ZG50SiMnCrCuRE襯板的壽命可達(dá)9-11個(gè)月，提高2倍左右。
4.ZG50SiMnCr2Mo耐磨鋼
ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼也是針對(duì)錘式破碎機(jī)錘頭而研制的一種具有良好耐磨性的耐磨材料，它適用于生產(chǎn)中小型錘式破碎機(jī)錘頭。
(1) ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼的化學(xué)成分經(jīng)多次試驗(yàn)，確定 ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘頭的化學(xué)成分。
(2)熔煉及鑄造工藝鋼液在0.5t中頻感應(yīng)爐熔煉，采用酸性爐襯，按設(shè)計(jì)的化學(xué)成分嚴(yán)格配料，確保鋼液質(zhì)量。在不產(chǎn)生冷隔的前提下，盡量采用較低溫度澆注，通過(guò)對(duì)錘頭失效的分析，確定造型工藝為采用普通砂型鑄造?？紤]鋼中含有較多的合金元素，凝固收縮較大，不能采用同時(shí)凝固。用順序凝固，一箱放4個(gè)錘頭，中間用大澆口，既作澆口，又作冒口，以獲得錘頭工作區(qū)部位致密的鑄態(tài)組織。
(3) ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼的熱處理工藝為了獲得足夠的耐磨性，發(fā)揮合金元素的作用，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行淬火+回火熱處理。首先對(duì)同一批錘頭分別進(jìn)行風(fēng)淬和水淬，發(fā)現(xiàn)水淬的錘頭，即使經(jīng)過(guò)回火處理，其韌性很低，而且大部分出現(xiàn)顯微裂紋，而風(fēng)淬未出現(xiàn)裂縫，經(jīng)回火處理韌性也較好，因而錘頭的淬火確定為風(fēng)淬。當(dāng)錘頭風(fēng)淬溫度820℃時(shí)，硬度為42HRC,溫度提高到920℃時(shí)硬度為 53HRC，而淬火溫度升到9700C時(shí)硬度反而下降至48HRC。因而選定9200C為合適的淬火溫度。
為了測(cè)定材料的抗回火穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)硬度與韌性的最佳匹配，對(duì)9200C淬火的試樣進(jìn)行不同溫度的回火?；鼗饻囟葹?000C時(shí).硬度、韌性變化不大?；鼗饻囟壬?500C時(shí)，雖然硬度略有降低，但韌性升高較多，而回火溫度升至3000C 時(shí).韌性增幅較小。因而確定ZG50SiMnCr2M。耐磨鋼錘頭的熱處理工藝為: 9200C X 2.5h風(fēng)淬+ 2500C X 3h回火。
(4) ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘頭使用效果對(duì)比ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘頭使用效果對(duì)比見(jiàn)表6一32。從表6一32可知，所研制的ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼錘頭，在相同的工況條件下其使用壽命為高錳鋼的1.69倍。該鋼種的合金元素含量較低，成本也相應(yīng)比高錳鋼低，因此，表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能價(jià)格比。可見(jiàn)，用ZG5OSiMnCr2Mo耐磨鋼代替高錳鋼生產(chǎn)錘式破碎機(jī)錘頭是可行的。 ZG50SiMnCr2Mo耐磨鋼錘頭的成功研制，在生產(chǎn)上產(chǎn)生了較可觀的經(jīng)濟(jì)效益，年創(chuàng)效益可超過(guò)數(shù)拾萬(wàn)元。
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