耐磨材料的现状与发展

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1、郑州华菱超硬材料有限公司我国耐磨材料的利用现状与发展摘要随着工业的不断发展，耐磨材料的应用范围也越来越广泛。本文从我国耐磨材料的利用现状开始，介绍了不同系列耐磨材料的特性以及应用范围，然后论述了耐磨材料的基本要求以及发展方向，最后总结出未来耐磨材料的发展趋势，并阐明了合理选择和利用耐磨材料的重要性。关键词：耐磨材料/高铬铸铁/高锰钢/材料磨损郑州华菱超硬材料有限公司1绪论1.1概述磨损在人类生产生活中无处不在，例如工业、农业、交通运输以及日常生活中。据统计，80%的材料消耗是由于零件磨损造成的，不仅浪费资源，造成经济损失，而且会降低制品质量，影响生产效率，限制现代工业的发展。所以耐磨材料

2、的发展越来越受到人们重视。耐磨材料是指具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，种类繁多，应用广泛，在人类的生产生活中起着重要作用。1.2我国耐磨材料的利用现状耐磨材料主要应用于建筑材料、火力发电和冶金矿山等方面，机械设备在运转过程中，不可避免都会对零件造成磨损，甚至损坏。比如磨球、衬板等易损零件。表1列出了建筑行业中主要消耗工序及易损零件：表1建筑行业中主要消耗工序及易损零件消耗工序采掘破碎研磨输送潜孔钻头、装篦子板、溜槽、颚式破碎机主要磨损零件载机斗齿、履衬板、磨球阀门、管道、及齿板、锤带板风机叶片头、磨辊高锰钢、合金钢、镍硬铸铁、各种白口铸铁及高铬铸铁等典型耐磨材

3、料都经历了发现、应用、改进到不断完善的过程。近年来，随着我国经济的飞速发展，推动了市场对耐磨材料的需求，耐磨材料的研究和应用方面都取得了很大的成绩，并取得了显著的经济效益，目前，我国在耐磨铸件的生产工业、设备条件以及质量控制方面都得到了改善，耐磨铸件生产企业已发展到1,000多家，耐磨材料牌号超过100个，一些产品已达到世界先进水平。现代耐磨材料的生产工艺主要还是铸造。我国铸件2003年的总产量是1800多万吨，占世界第一，其次是美国和日本。耐磨零件总的消耗量为200万t/a占铸件总生产量9％。其中，球磨机研磨过程中的磨球和衬板消耗量分别为55％和ll％…。下图为中国产业信息网中指出的主

4、要典型耐磨铸造件消耗比重：1郑州华菱超硬材料有限公司图1典型耐磨铸造件消耗比重2耐磨材料的性能与应用在选择耐磨材料时，，应根据对工作的条件分析结果来选择耐磨材料的基本性能，以免发生只追求力学性能，而忽略其他性能的现象。我国目前通用的耐磨材料可分为:(1)耐磨钢系列：高锰钢（ZGMn13）、高锰合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高锰合金（ZGMn18Cr2MoRe）、中、低、高碳多元金合钢（如ZG40SiMnCrMO和（ZG35Cr2MoNiRe）等；(2)耐磨铸铁系列：高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、镍硬铸铁等品种；(3)非金属耐磨材料系列：如聚合陶瓷复合材料、碳化硅（SiC）、氮化硅

5、（Si3N4）、增韧氧化锆（Y2O3+ZrO2）、增韧三氧化二铝（Al2O3/ZrO2）等。2.1耐磨钢的性能与应用（1）高锰钢高锰钢的特点是高锰（10%-14%）、高碳（0.9%-1.4%），为了提高其性能，常常加入合金元素（镍、铬、钼等），硬度较高。由于高锰钢的独特特性，因此被广泛应用于承受冲击载荷大、磨损剧烈的工作部件，例如各种碎石机上的衬板、颚板、磨球以及挖掘机上的斗齿、大型坦克的履带板等。轧臼壁磨辊图2高锰钢产品展示（2）低耐磨合金钢低耐磨合金钢以高强韧性、高硬韧性著称。其强度和硬度高于耐磨锰钢而在非大冲击磨损工况可替代锰钢；其塑、韧性高于耐磨铸铁，而在一定冲击载荷的磨损工况，

6、使用寿命高于耐磨铸铁在农业及矿山机械中应用广泛。W（C）（0.2%-0.35%）的多元低合金钢，经水淬和回火处理，硬度高，耐磨性好，具有较好的强韧性配合，使用中不易变形和断裂，广泛应用于挖掘机、装载机及拖拉机的斗齿、履带板，中小型颚板、板锤、锤头，球磨机衬板等。2.2耐磨铸铁的性能与应用（1）普通白口铸铁普通白口铸铁具有高碳低硅的特点，有较高的硬度，但很脆，适合加工冲击载荷小的零件。早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，一般用在犁铧、磨片、导板等方面。生产中常采用热处理的方法来改善其性能，扩大它的应用范围。工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件，或者生产可锻铸铁白口胚件。2郑州华菱超

7、硬材料有限公司普通白口铸铁化学成分如表2所示.用于抗磨铸件的化学成分特点为含碳量高、含硅量低，目的是增加渗碳体数量提高耐磨性。可锻铸铁白口胚件的成分却含硅相对偏高，含碳偏低，以加速石墨化退火过程，改善退火石墨形状。表2普通白口铸铁化学成分表（%）序号CSiMnPS用途0.1-0.13.5-4.50.4-1.20.2-1.0＜0.1抗磨铸件3可锻铸铁坯22.4-2.81.2-1.80.3-0.6＜0.1＜0.2件（2）高铬铸铁高铬铸铁