風(fēng)機(jī)耐磨材料的選擇和對(duì)比試驗(yàn)
北京耐默公司根據(jù)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)工程師分析得出以下結(jié)論：
1、在解決排粉風(fēng)機(jī)的磨損問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選擇高硬度、高彈性模量、高斷裂韌性的材料做耐磨材料。
2、在實(shí)踐中應(yīng)考慮到“沖擊角度不同對(duì)材料產(chǎn)生的磨損機(jī)制也不同”這個(gè)特點(diǎn)，以充分發(fā)揮材料的耐磨性能。
圖（1）KN60耐磨鋼板制作風(fēng)機(jī)葉片
然而，在現(xiàn)實(shí)中完全符合要求的材料很少 高硬度、高彈性模量、高斷裂韌性這三個(gè)材料性能指標(biāo)其實(shí)是互相排斥，不可并存的。相對(duì)來(lái)說(shuō)，粉末冶金硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、特種陶瓷這幾類材料的硬度較高，其他某個(gè)方面的性能也與要求相近。為此，經(jīng)選擇采用幾種材料進(jìn)行磨損試驗(yàn)。
圖（2）耐磨陶瓷制作風(fēng)機(jī)葉片
試驗(yàn)裝置為改制的圓盤摩擦試驗(yàn)機(jī)，將被試驗(yàn)材料固定在支架上，用硬度較高的氧化鎂磚作磨料，調(diào)整支架與氧化鎂磚的相對(duì)高度，使得在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)被試材料與磨料產(chǎn)生沖擊接觸，圓盤轉(zhuǎn)速根據(jù)風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流速度50M/S-60M/S換算后設(shè)定，用感量為萬(wàn)分之一克的光學(xué)天平來(lái)稱量磨損失重。試驗(yàn)結(jié)果如下：
表1：磨損試驗(yàn)結(jié)果
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順 序 |
材料 名稱 |
供料 狀態(tài) |
方 式 |
顯微 組織 |
硬度Hv （試驗(yàn)前） |
相對(duì)失重 （與20相比） |
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1 |
20#鋼 |
熱軋 |
920℃正火 |
鐵素體+珠光體 |
140~150 |
1 |
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2 |
45#鋼 |
熱軋 |
850℃水淬+600℃回火1小時(shí) |
回火索氏體 |
270~280 |
0.938 |
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3 |
Mn13 |
鑄造 |
1050℃水冷 |
奧氏體 |
200~220 |
0.928 |
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4 |
5CrMnMo |
鍛造 |
850℃水淬+600℃回火1小時(shí) |
回火索氏體 |
315~325 |
0.912 |
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5 |
高鉻 GCr15 |
鍛 造 |
840℃油淬 +200℃回火1小時(shí) |
回火馬氏體 +粒狀碳化物 |
690 ~720 |
0.903 |
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6 |
KN60耐磨鋼板 |
合金 |
10mm厚度 |
馬氏體+碳化鉻合金 |
1015 |
0.700 |
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7 |
TM52 |
鋼結(jié) |
1050℃保溫10分鐘水淬 |
奧氏體+碳化物 |
830 |
0.843 |
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8 |
ZG30MnSiTi |
鑄造 |
950℃淬火 |
板條馬氏體 |
540~660 |
0.899 |
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9 |
95Al2O3%陶瓷 |
熱壓注 |
1700℃燒結(jié) |
Al2O3晶粒+玻璃相 |
2000 |
0.630 |
從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，氧化鋁陶瓷的磨損量最低，且來(lái)源廣泛，價(jià)格較便宜，最適合使用要求。事實(shí)上，用氧化鋁陶瓷作耐磨材料在國(guó)內(nèi)外均已有應(yīng)用，但用于排粉風(fēng)機(jī)的耐磨卻未有報(bào)道。究其原因，可能是因?yàn)槠潆y于和金屬聯(lián)結(jié)，尤其是在較高溫度（120℃~200℃）下，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的排粉風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)子上使用更為不易。普通有機(jī)膠粘劑的長(zhǎng)期工作溫度只限于120℃以下，否則將會(huì)老化失效。同時(shí)陶瓷的脆性較大，即斷裂韌性指標(biāo)較低，對(duì)高速?zèng)_擊磨損中的“赫茲斷裂”磨損反應(yīng)強(qiáng)烈。為此，應(yīng)當(dāng)研制出合適的膠粘劑和斷裂韌性指標(biāo)較高的陶瓷材料。
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