耐磨材料的加工工艺及发展

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1、郑州华菱超硬材料有限公司2015.02耐磨材料的加工工艺及发展摘要随着我国工业的飞速发展，耐磨材料应用范围的不断扩大。本文主要围绕三个问题来进行介绍：1、影响金属材料耐磨性的因素有哪些？2、如何改善金属材料的耐磨性？3、如何加工金属耐磨材料？重点介绍了高铬铸铁和灰铸铁，并在最后作出总结，提出自己对于加快生产效率，节约生产成本途径的观点。华菱超硬致力于高硬度耐磨材料切削和高速切削，来为您制定完整的刀具及设计方案郑州华菱超硬材料有限公司2015.02一、影响金属材料耐磨性的主要因素有哪些？1、硬度是指材料表面抵抗塑性变形的能力。硬度高的材料抵抗塑性变形的能力就强

2、，磨损量就小，因此金属材料的耐磨性可以用硬度来衡量。但是由于材料的内部组织不同，某些耐磨性好的的材料，硬度并不一定高。例如常用的铸铁材料。铸铁之所以有很好的耐磨性，是因为铸铁组织内含有片状的石墨，大家都知道石墨具有润滑作用，因此铸铁虽然硬度低但是耐磨性能好，原因就是石墨的减磨作用。2、温度也是影响耐磨性大小的一个重要因素，它是通过对硬度，晶体结构的转变、互溶性以及增加氧化速率的影响来改变金属材料的耐磨性能。3、塑性和韧性高就说明材料可吸收的能量大，不容易发生变形，即耐磨性好。4、在磨损过程中，金属材料本身的强度高，可以充分发挥抗磨特点，使材料表现出优异的耐磨

3、性。据有关实验表明，相同硬度下，强度高的材料耐磨性越好。5、金属材料中的非塑形夹杂物等缺陷，对材料的磨损有着严重的影响。二、如何改善金属材料的耐磨性能？耐磨性是指在规定摩擦条件下，用磨损率的倒数来表示。根据磨损机理，如果是切入式磨损，提高材料的表面硬度可以较好的改善材料的耐磨性。如果是冲击式磨损，提高硬度改善耐磨性的效果会相对差一些。淬火可以使材料硬度增加，是提高金属材料耐磨性的常用方法。如果要求比较高，且不易淬火可以考虑渗碳、渗氮或者碳氮共渗。在渗碳、渗氮或者碳氮共渗均无法达到要求的情况下可以对金属材料进行表面处理，增加耐磨涂层。三、如何加工耐磨材料？3.

4、1高铬铸铁的应用以及加工特点3.1.1高铬铸铁的应用高铬铸铁就是指不易受到磨损的铸铁，是典型的高硬度耐磨材料。高铬铸铁华菱超硬致力于高硬度耐磨材料切削和高速切削，来为您制定完整的刀具及设计方案郑州华菱超硬材料有限公司2015.02具有优异的性能，在采矿、水泥、电路、机械等方面应用十分广泛，常见的有衬板、锤头、磨球等零件。（如图1）衬板磨球图1高铬铸铁典型零件3.1.2高铬铸铁的加工特点高铬铸铁属于脆硬材料，表面硬度较高（如表1所示），铸造制品表面存在砂眼、气孔等缺陷，加工余量不均匀，就使得加工效率低，刀具磨损量大。加工此类铸件常常采用切削和铣削，在进行加工时

5、，刀头的温度非常高，所以在进行刀具选择时，应充分考虑刀具的强度、硬度、耐磨性以及热导率。目前BN-K1材质的刀具具有硬度高、耐磨性好等特点，在加工高铬铸铁行业应用广泛。表1高铬铸铁的牌号以及硬度硬化态或硬化态去牌号铸态或去应力处理软化退化态应力处理HRCHBWHRCHBWHRCHBWKmTBCr12≥46≥450≥56≥600≤41≤400KmTBCr15Mo≥46≥450≥58≥650≤41≤400KmTBCr20Mo≥46≥450≥58≥650≤41≤400KmTBCr26≥46≥450≥56≥600≤41≤4003.2灰铸铁的应用以及加工特点3.2.1

6、灰铸铁的应用灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，主要成分有铁、碳、硅、锰、磷、硫，是应用最广的耐磨铸铁，占耐磨铸铁总产量的80%。灰铸铁化学成分表如下：华菱超硬致力于高硬度耐磨材料切削和高速切削，来为您制定完整的刀具及设计方案郑州华菱超硬材料有限公司2015.02表2灰铸铁化学成分表化学成分%牌号CSiMnPSHT2003.0-3.51.6-2.20.6-1.0＜0.15＜0.12HT2502.8-3.51.4-2.20.8-1.2＜0.15＜0.12按照抗拉强度的大小，将灰铸铁分为不同的牌号，各牌号的灰铸铁应用如下：1、铁素体灰铸铁（牌号HT100),适用于载荷

7、较小，对磨损无特殊要求的不重要零件，如防护罩，手轮，支架等；2、铁素体-珠光体灰铸铁（牌号HT150），可以制造承受中等载荷的零件，如机座，支架，箱体，刀架，床身，飞轮等；3、珠光体灰铸铁（牌号HT200，HT250),承受较大载荷和一定气密性的重要铸件，如气缸，齿轮，刹车盘，制动鼓等汽车零件（如图2）；刹车盘制动鼓图2典型灰铸铁汽车零部件4、孕育铸铁（牌号300，牌号350），承受高载荷，耐磨和高气密性的重要铸件，如重型机床，压力机齿轮，衬套等。3.2.2灰铸铁的加工特点灰铸铁加工具有以下特点：灰铸铁延展性较差，属于短切屑材料，切削力通常会比较低，但灰铸铁

8、的硬度会发生变化。这会导致切削刀具出现加工波动，出现