改性高锰耐磨钢环锤制造工艺及性能研究

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1、中文摘要改性高锰耐磨钢环锤制造工艺及性能研究中文摘要环锤是破碎机的关键零件，也是易磨损件，其耐磨性直接影响设备的使用寿命和生产成本。本文针对环锤使用工况，研究开发了改性高锰耐磨环锤材料及新型铁砂造型+螺旋环冷铁的消失模铸造成型技术，主要研究内容及取得的成果如下：对改性高锰耐磨环锤进行了成分设计，在普通高锰钢(ZGMnl3)的基础上，进行稀土+铁神一号复合变质改性处理，其主要成分(w％)范围：C：0．9"--1．2，Mn：11．O～14．0，Si：0．3～O．7，Cr：0．1～0．5，Mo：≤0．3，V≤O．1，Ti≤0．1，P、S≤0

2、．04，RE：0．1"-0．4％，铁神一号：0．3～O．6％。其典型显微组织为：奥氏体+片状碳化物。对改性高锰耐磨环锤在不同工况下的磨损机理进行了深入研究，结果表明：环锤耐磨钢的最佳成分与磨损失效方式有关，在大载荷高冲击、高接触应力工况条件下，环锤的磨损失效主要为疲劳磨损和磨粒磨损，应选用基体组织细小的奥氏体改性高锰耐磨钢，并结合适度的硬度、强度及韧性，才能充分提高其机械性能，延长使用寿命。首次提出了铁砂造型+螺旋环冷铁消失模铸造成型方法，并用于改性高锰耐磨环锤的制造。研究表明：采用铁砂造型时，铁砂既体现了型砂的固有性能又充当了金属型

3、的作用，铸件在型腔中的冷却速度较快，使铸件的晶粒得到细化，致密度得到提高。同时，螺旋环冷铁进一步补充了冷却力，抑制了环锤件内圆部粘砂、裂纹和晶粒粗大的现象。针对改性高锰耐磨环锤消失模铸造的特点，采用复合涂料法，即底层涂料和面层涂料配套使用。经生产实践，复合涂料大大减轻了液体金属对型腔表面的剧烈热冲击，减小了浇注时的热应力，从而有效防止了裂纹的产生。生产实践证明，按改性工艺生产的高锰耐磨环锤，经10800C保温3h水韧处理，其主要性能指标：ob=724MPa，ak=219J／cm2，5=37％，HB=210，成品率大于95％，可满足产品

4、使用性能要求，且大大提高了生产效率，降低了成本和劳动强度，在实际使用中获得了良好的耐磨效果，具有明显的市场竞争优势。关键词：改性高锰耐磨环锤；磨损；复合变质；铁砂造型消失模铸造；水韧处理ABSTRACTStudyonManufacturingProcessandMechanicalPropertyofModifiedHighManganeseWear-resistantSteelRing—hammerRing—hammersarethemainlykeyandwornpartsofcrackers，whichservicelifean

5、dtheproductioncostaredirectlyaffectedbythewearresistanceofthecomponent．Accordingtotheworkingconditionofring—hammer，amodifiedhighmanganesewear-resistantring-hammer(MHMWRRH)materialandnewmoldingtechnologyofiron—sandmolding&spiral-ringchilllostfoamcasting，themainresearchin

6、gcontentsandresultsareasfollows：ThecomponentsofMHMⅥ佩RHweredesigned，basedonthehighmanganesesteelandwithanadditionofrareearthandtieshenNo．1complexmodification．ThemainlychemicalcomponentisaboutC-O．9～1．2，Mn．-11．O～14．0，Si：0．3～O．7，Cr：0．1～O．5，Mo：

7、O．1"--0．3％．tieshenNo．1：O．3～O．6％．Thetypicalmicrostructureiscomposedofausteniteandslicedcarbide．ThewearmechanismofⅣ咧Ⅵ哏RHwasstudiedunderdifferentworkingconditions．Resultsshowthattheoptimizedchemicalcompositionof^任n压Ⅵ哏RHiSrelatedtothewearfailuremodes．、胁enworkedinconditionso

8、fheavyloadingandhighcontactstress，themainlyfailureformofthering—hammerisfatiguewearandslidingwearM删M{RHwithfin