球磨机衬板铸造的核心是兼顾高耐磨性与抗冲击性,适配研磨物料的冲刷磨损,以下是关键技术要点与实操方案:
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高铬铸铁(Cr18-Cr26):硬度 HRC60-65,耐磨性能最优,适合研磨石英砂、花岗岩等硬物料,使用寿命比普通材质长 2-3 倍。
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高锰钢(ZGMn13):经水韧处理后冲击功≥150J/cm²,抗冲击性强,适合破碎后物料研磨(如石灰石),能承受物料撞击而不崩裂。
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双金属复合材质:工作面为高铬铸铁(耐磨),基体为低合金铸钢(抗冲击),适配大型球磨机衬板,平衡 “耐磨 + 抗冲击” 双重需求。
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低合金耐磨钢(NM450/NM500):综合性能均衡,成本适中,适合中等硬度物料研磨,可通过热处理强化硬度至 HRC45-50。
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砂型铸造(主流选择):采用树脂砂造型,砂型硬度≥85(B 型硬度计),透气性≥80,避免铸件产生气孔、砂眼。大型衬板(单重>5t)采用地坑造型,砂箱需加固防止变形,模具预留 1.5%-2% 收缩量,加工余量控制在 6-8mm。
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消失模铸造:适合复杂形状衬板(如波形衬板、阶梯衬板),尺寸精度达 CT8-CT10 级,表面粗糙度 Ra6.3-12.5μm,无飞边毛刺,减少后续加工量。泡沫模样密度控制在 20-25g/L,采用底注式浇注系统,避免卷渣。
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浇注参数:高铬铸铁浇注温度 1420-1480℃,采用阶梯式浇注确保充型平稳;高锰钢浇注温度 1480-1520℃,浇注后快速入水(水韧处理),防止碳化物析出。衬板壁厚差异较大时,需设置冒口补缩,避免缩孔缩松。
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冷却控制:高铬铸铁铸件在砂型中保温 8-12 小时缓冷,降低内应力;大型衬板采用分段冷却,200℃以上降温速度≤30℃/h,避免裂纹。
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热处理:高铬铸铁经 950-1050℃淬火 + 200-250℃回火,细化碳化物颗粒,提升耐磨稳定性;高锰钢经 1050-1100℃水韧处理,消除碳化物,保证韧性;低合金耐磨钢采用调质处理(淬火 + 高温回火),优化基体组织。
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表面强化:关键磨损面可采用堆焊硬质合金或激光熔覆,局部硬度≥HRC65,延长使用寿命 1.5-2 倍;也可进行抛丸处理,去除表面氧化皮,提高表面硬度。
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机加工:采用龙门铣床加工安装面和连接孔,安装孔公差控制在 IT8 级,平面度≤0.2mm/m,确保与球磨机筒体贴合紧密,避免运行中松动。
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化学成分:严格控制硫、磷含量≤0.05%,高铬铸铁中铬碳比(Cr/C)保持在 4-6,确保形成耐磨的 M7C3 型碳化物;高锰钢中锰碳比(Mn/C)≥10,保证水韧处理效果。
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缺陷检测:采用超声波探伤排查内部裂纹、气孔(探测深度≥20mm),磁粉探伤检测表面缺陷,关键部位(如边角、安装孔周边)需 100% 检测,合格率≥98%。
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性能检测:抽样进行硬度测试(高铬铸铁≥HRC60,高锰钢≥HB200)、冲击试验(高锰钢冲击功≥150J/cm²)、磨损试验(高铬铸铁磨损量≤0.15g/cm²?h),确保符合工况要求。
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