Plăci de căptușeală din oțel cu conținut ridicat de mangan: compoziția materialului, proces de tratament termic și condiții de lucru aplicabile

Plăcile de căptușeală din oțel cu conținut ridicat de mangan (oțel Hadfield, seria ZGMn13) sunt cele mai utilizate piese turnate-rezistente la uzură pentru industria minieră, cimentului, agregatelor, metalurgiei și cărbunelui. Spre deosebire de fonta aliată cu duritate ridicată, dar duritate slabă, oțelul cu mangan ridicat prezintă o performanță unică de întărire-: suprafața sa formează un strat întărit sub extrudare puternică la impact, în timp ce miezul menține o tenacitate excelentă, evitând fisurarea, fractura și defecțiunea timpurie la sarcină grea. Acest articol introduce în mod sistematic compoziția chimică, procesul de tratare termică de întărire a miezului cu apă, echipamentul aplicabil și condițiile de lucru potrivite pentru a ajuta cumpărătorii globali să aleagă plăcile de căptușeală potrivite și să reducă costurile de înlocuire a operațiunii.
1. Material și compoziție chimică a căptușelilor din oțel cu conținut ridicat de mangan
1.1 Grad de bază standard ZGMn13 (X120Mn12 / 1.3401)
Compoziția chimică standard (procent de greutate):
Carbon (C): 0,90%–1,50%
Mangan (Mn): 10,0%–15,0%
Siliciu (Si): 0,30%–1,00%
Sulf (S): mai mic sau egal cu 0,05%
Fosfor (P): mai mic sau egal cu 0,10%
Carbonul și manganul sunt elementele funcționale de bază: manganul ridicat stabilizează matricea de austenită; carbonul moderat îmbunătățește rezistența la uzură, în timp ce carbonul excesiv precipită carburi casante la limitele granulelor și reduce rezistența la impact.
1.2 Clase modificate din aliaj optimizat pentru condiții dure
ZGMn13Cr2: Adăugați 1,5%–2,5% crom, rafinați structura granulelor, întăriți dizolvarea carburilor, îmbunătățiți anti-coroziune și anti-abraziune, ideal pentru rocă tare, minereu de fier, medii de măcinare umedă
Oțel cu mangan ultra-ZGMn17: conținut de Mn de până la 16%–19%, rezistență la impact ultra{-înaltă, potrivit pentru concasoare foarte{-mari și mori-SAG pentru sarcini grele cu sarcină de impact super puternică
ZGMn13 modificat cu pământuri rare: Purifică oțelul topit, elimină porii de turnare și contracția, prelungește durata de viață cu 15%-25% în comparație cu căptușelile obișnuite Mn13
1.3 Proprietățile mecanice ale miezului după un tratament termic calificat
Duritatea matricei (starea originală): HB170–230
Duritatea suprafeței întărite de lucru-sub impact: HB500–600
Rezistență la impact: mai mare sau egală cu 150 J/cm², fără fracturi fragile la lovitură puternică
Plasticitate bună, fără magnetism, poate suporta extrudarea cu impact puternic repetat
2. Procesul de tratare termică de bază: întărire cu apă (stingerea cu soluție)
Deoarece-oțelul turnat cu conținut ridicat de mangan conține carburi masive de rețea de-a lungul granițelor granulare, prezentând o fragilitate severă, ușor de spart la un impact ușor și nu poate fi pus în funcțiune. Tratamentul termic de întărire cu apă este procesul cheie obligatoriu pentru a activa toate proprietățile-rezistente la uzură ale căptușelilor din oțel cu mangan.
2.1 Flux tehnic standard complet de întărire cu apă
Încălzire lentă segmentată pentru a evita fisura termică
Temperatura camerei → 680 de grade: viteza de încălzire 80–100 de grade/h, ține 1,5 h la 680 de grade pentru a elimina stresul intern de turnare, pentru a preveni fisurarea termică a căptușelii groase
680 grade → 1050–1100 grade: viteza de încălzire 120 grade/h, încălzire continuă fără pauză
Izolație la temperatură ridicată (pas critic)
Țineți la 1050–1100 de grade timp suficient în funcție de grosimea căptușelii:
Grosime Mai mică sau egală cu 50 mm: țineți 2–2,5 ore
Grosime 50–100mm: țineți 3–4h
Scop: dizolvați complet toate carburile în austenită pentru a obține o matrice uniformă de austenită monofazică{0}
stingere rapidă a apei (limită de timp strictă)
Timp de transfer de la cuptor la piscina de răcire Mai puțin sau egal cu 30 de secunde
Temperatura inițială a apei de răcire Mai puțin sau egală cu 30 de grade, volumul total de apă Mai mare sau egal cu de 10 ori greutatea totală a căptușelii
Continuați să balansați umerașul în timpul răcirii pentru a asigura o viteză uniformă de răcire Mai mare sau egală cu 30 de grade/s
Finalizați răcirea până când temperatura căptușelii scade sub 200 de grade, temperatura maximă a apei după stingere nu poate depăși 60 de grade
Răcire naturală cu aer după stingerea apei, fără călire secundară
2.2 Interval de temperatură de lucru interzis și defecte comune
Nu utilizați căptușeli la o temperatură de lucru continuă de 250–500 de grade: carburile vor precipita din nou de-a lungul granițelor, căptușeala devine fragilă și ușor de spart
Consecințele tratamentului termic necalificat: izolație insuficientă → carburi reziduale; călire lentă → precipitare parțială a carburilor; ambele duc la o durată scurtă de viață, ciobirea marginilor și ruperea căptușelii în timpul funcționării
3. Echipamente aplicabile și condiții de lucru potrivite
Căptușelile din oțel cu conținut ridicat de mangan se bazează pe sarcina de impact pentru a realiza întărirea la suprafață, așa că sunt potrivite numai pentru condiții de uzură cu impact mediu și mare. Cu cât forța de impact este mai mică, cu atât efectul de auto-întărire este mai slab-și performanța rezistenței la uzură este mai slabă. Clasificăm scenariile aplicabile în funcție de echipament și duritatea materialului pentru referință la client:
3.1 Condiții de lucru cu-impact ridicat pe deplin aplicabile (Prima alegere pentru seria ZGMn13)
Echipament de concasare
Concasor de fălci: placă de fălci fixă, placă de falcă mobilă
Stare de funcționare: zdrobire primară a materialelor bulgări mari, strângere puternică + sarcină de impact
Materiale potrivite: calcar, piatră albastră, gangă de cărbune, minereu de fier, granit, bazalt
Concasor de impact: căptușeală de impact, placă șorț
Stare de funcționare: impact material cu viteză mare-, lovitură puternică repetată
Căptușeală și manta pentru concasoare cu con: zdrobire medie și fină a minereului de rocă tare
Concasor cu ciocan căptușeală ciocan, placă grătar
Echipament de macinat
Moara cu bile / moara cu tije / prima moara SAG (zona de macinare grosiera)
Stare de funcționare: impact mare cu bile de oțel în cădere + frecare prin extrudare a materialului
Industrii aplicabile: concentrator de minereu de fier, mină de aur, moara de materie primă de ciment, fabrică de nisip cuarț
Caracteristică: dimensiune mare a particulelor de alimentare, forță de impact puternică, căptușeală din oțel cu mangan care se auto-întărește continuu pentru a prelungi durata de viață
Buncăr de mine, jgheab, căptușeală de transfer: uzură la impact în cădere de material în vrac
3.2 Scenarii aplicabile condiționat (ZGMn13Cr2 modificat cu aliaj recomandat)
Măcinarea umedă cu coroziune a șlamului: minereu de fier, minereu de mangan, mori de flotație pentru minereu de cupru
Materiale abrazive de dur-mediu: pietriș de râu, gresie, bauxită
Concasare secundară cu impact mediu, recipient de măcinat mediu cu bile mici de oțel
3.3 Nerecomandat Condiții de lucru cu impact redus-
Al doilea recipient de măcinare fină pură a morii cu bile, măcinare ultra-fină a pulberii, căptușeală de siloz cu frecare redusă-fără impactul căderii materialului: forța de impact insuficientă nu poate forma un strat întărit, căptușeala din oțel cu mangan se uzează rapid; căptușelile din fontă cu conținut ridicat de crom sau compozite rezistente la uzură-sunt mai rentabile-pentru aceste scenarii
3.4 Referință de potrivire a durității materialului
Materiale medii-dure (rezistență la compresiune mai mică sau egală cu 150MPa): calcar, cărbune, dolomit → căptușeală ZGMn13 standard, cel mai mic cost de achiziție
Rocă tare (rezistență la compresiune 150–300MPa): granit, minereu de fier, piatră albastră → căptușeală din oțel mangan aliat ZGMn13Cr2
Rocă abrazivă superdură (bazalt, cuarțit, minereu cu conținut ridicat de siliciu): ZGMn17 cu un conținut ridicat de mangan sau căptușeli bimetalice compozite
4. Avantaje și limitări ale căptușelilor din oțel cu conținut ridicat de mangan
Avantajele de bază
Rezistență remarcabilă la impact: Fără fracturi bruște chiar și în cazul unui impact mare de minereu, reduce riscul de oprire a echipamentului cauzat de ruperea căptușelii
Autoîntărire dinamică: cu cât sarcina de impact este mai mare, cu atât suprafața este mai dură, durata de viață mai mare
Performanță bună de procesare: poate fi tăiat, sudat și găurit pentru ajustarea-instalării la fața locului
Avantaj de cost: preț unitar mai mic decât fonta cu aliaj de crom și piesele compozite rezistente la uzură-, potrivite pentru achiziționarea în masă în mine mari
Performanță stabilă de turnare: proces de producție matur, dimensiune personalizabilă, forma dintelui, găuri de ridicare și găuri de montare pe desen de echipament
Limitări
Rezistență slabă la uzură în condiții de impact redus, frecare pură
Nu poate funcționa o perioadă lungă de timp sub 250-500 de grade temperaturi ridicate continue
Duritatea inițială a suprafeței este scăzută, viteza de uzură este rapidă la începutul etapei de rulare-
5. Personalizare și asistență pentru servicii
Fabrica noastră produce căptușeli de uzură din oțel cu conținut ridicat de mangan, inclusiv ZGMn13 standard, Mn13 modificat cu aliaj Cr-, Mn17 ultra-înalte.
Serviciu personalizat: plăci de căptușeală OEM pentru toate modelele de concasor cu falci, concasor cu con, concasor cu impact, moara cu bile, moara SAG
Asistență tehnică: furnizați un raport de testare a materialelor, un certificat de proces de tratament termic, un raport ne-distructiv de detectare a defectelor UT/MT
Potrivirea soluției: în funcție de modelul de echipament, duritatea materialului, dimensiunea particulelor de alimentare și intensitatea impactului, recomandați cea mai eficientă calitate de oțel cu mangan și structura de căptușeală pentru a reduce costul anual de înlocuire.
Concluzie
Performanța plăcilor de căptușeală din oțel cu conținut ridicat de mangan este determinată în comun de formula materialului și de tratamentul termic complet de întărire cu apă. Selecția corectă trebuie să combine intensitatea impactului echipamentului și duritatea materialului: seria ZGMn13 este soluția optimă-eficientă din punct de vedere al costurilor pentru toate condițiile de lucru de zdrobire cu impact puternic și măcinare grosieră. Dacă vă deranjează ruperea frecventă a căptușelii și uzura rapidă, contactați echipa noastră tehnică pentru potrivirea profesională a condițiilor de lucru și soluții personalizate de căptușeală-rezistente la uzură.