本發(fā)明屬于金屬耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型半自磨機(jī)筒體襯板及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，半自磨機(jī)的粉磨原理是利用物料之間及物料與磨球之間的相互撞擊、碾磨使物料粉碎，達(dá)到選礦粒度要求的粉磨設(shè)備。2000年國內(nèi)引進(jìn)直徑8.53米的半自磨機(jī)后，國內(nèi)開始了半自磨機(jī)的研制開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)已經(jīng)能夠生產(chǎn)直徑12米的半自磨機(jī)和自磨機(jī)，并裝備了國內(nèi)的大型礦山。半自磨機(jī)的主要易磨損件是襯板和磨球，襯板起著保護(hù)磨機(jī)筒體、提升磨球和物料以及與磨球和物料相互碾磨粉碎物料的作用。隨著半自磨機(jī)尺寸的增大，其粉磨物料的尺寸及所用磨球尺寸也相應(yīng)較大（磨球通常大于Φ120mm），造成了磨球和物料對(duì)襯板的撞擊程度增大，襯板的磨損速度加快，更換頻繁（國內(nèi)大型半自磨機(jī)筒體襯板的使用壽命通常不超過4個(gè)月），由此造成了磨機(jī)粉末效率的降低，生產(chǎn)成本的增加。因此開發(fā)耐磨損抗沖擊的大型半自磨機(jī)襯板是當(dāng)前迫切需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種適合大型半自磨機(jī)筒體襯板制備的材質(zhì)和熱處理工藝，以期在保證大型半自磨機(jī)筒體襯板韌性的前提下，提高其使用壽命的大型半自磨機(jī)筒體襯板及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：大型半自磨機(jī)筒體襯板，該襯板的各個(gè)組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C 0.6~0.85%、Cr 3.0~3.5%、Ni 0.3~0.7%、Mo 0.3~0.7%、Si 0.2~1.0、Mn 0.5~1.0%，剩余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步，大型半自磨機(jī)筒體襯板，該襯板的各個(gè)組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C 0.6~0.8%、Si 0.5~0.8%、Mn 0.5~1.0%、Cr 3.0~3.5%、Ni 0.3~0.6%、Mo 0.3~0.6%，剩余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步，大型半自磨機(jī)筒體襯板，該襯板的各個(gè)組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C 0.7%、Si 0.8%、Mn 0.9%、Cr 3.0%、Ni 0.3~0.6%、Mo 0.3~0.6%，剩余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的另一目的提供上述大型半自磨機(jī)筒體襯板的制備工藝，該工藝的具體包括以下工藝：

步驟a:配料

按照設(shè)計(jì)成分準(zhǔn)備各個(gè)原料，并去除原料表面的油跡和銹蝕，備用；

步驟b. 造型

將木制模樣放入砂箱中，然后充填粒度312~425μm的樹脂砂，樹脂砂固化后取出木模，并涂刷鋯英粉快干涂料；

步驟c. 熔化及澆注

將步驟處理后原料加入到中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注，鋼液的出爐溫度1600~1650℃，澆鑄溫度1500~1550℃；然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理，鑄造好的大型半自磨機(jī)筒體襯板；

步驟d. 熱處理

將清理后的大型半自磨機(jī)筒體襯板在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理采用800~950℃保溫10小時(shí)后爐冷280-320出爐空冷至室溫，進(jìn)行熱處理，加熱至溫度880~1050℃，保溫6~10小時(shí)后出爐風(fēng)冷，冷卻至室溫后在400~700℃保溫6~8小時(shí)空冷進(jìn)行回火處理，即得到大型半自磨機(jī)筒體襯板。

進(jìn)一步，所述后大型半自磨機(jī)筒體襯板的表面硬度為35~45HRC，沖擊韌性大于40J/cm²。

本發(fā)明的有益效果是：該方法采用中高碳CrNiMo鋼和樹脂砂鑄造方法，配以合理的熱處理工藝，達(dá)到大型半自磨機(jī)筒體襯板良好的綜合力學(xué)性能，滿足實(shí)際使用要求的目的。本發(fā)明的制備工藝簡單，成本較為低廉，適合于不同尺寸和壁厚的大型半自磨機(jī)筒體襯板的實(shí)際生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的大型半自磨機(jī)筒體襯板的制備方法的流程框圖。

圖2是本發(fā)明大型半自磨機(jī)筒體襯板的金相組織視圖。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

直徑5m~8m的半自磨機(jī)筒體襯板，采用C 0.7%、Si 0.8%、Mn 0.9%、Cr 3.0%、Ni 0.6%、Mo 0.6%的CrNiMo鋼。將廢鋼、鐵合金、生鐵按照化學(xué)成分和熔化要求依次放入中頻感應(yīng)爐中熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注。鋼液的出爐溫度1650℃，澆鑄溫度1550℃。然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理。清理后的襯板預(yù)處理采用820℃保溫10小時(shí)后爐冷280出爐空冷至室溫，在加熱值980℃、保溫6小時(shí)后風(fēng)冷至室溫，然后在500℃保溫6小時(shí)出爐空冷至室溫，即得到表面硬度為35HRC，沖擊韌性大于40J/cm² 的大型半自磨機(jī)筒體襯板。

實(shí)施例2

直徑8m~10m的半自磨機(jī)筒體襯板，采用C 0.6%、Si 0.5%、Mn 0.5%、Cr 3.2%、Ni 0.3%、Mo 0.3%的CrNiMo鋼。將廢鋼、鐵合金、生鐵按照化學(xué)成分和熔化要求依次放入中頻感應(yīng)爐中熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注。鋼液的出爐溫度1600℃，澆鑄溫度1500℃。然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理。清理后的襯板采用預(yù)處理采用850℃保溫10小時(shí)后爐冷300℃出爐空冷至室溫，在加熱至1030℃、保溫8小時(shí)后風(fēng)冷至室溫，然后在550℃保溫8小時(shí)出爐空冷至室溫，即得到表面硬度為38HRC，沖擊韌性大于40J/cm² 的大型半自磨機(jī)筒體襯板。

實(shí)施例3

直徑大于10m的半自磨機(jī)筒體襯板，采用C 0.5%、Si 0.6%、Mn 0.8%、Cr 3.4%、Ni 0.7%、Mo 0.7%的CrNiMo鋼。將廢鋼、鐵合金、生鐵按照化學(xué)成分和熔化要求依次放入中頻感應(yīng)爐中熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注。鋼液的出爐溫度1650℃，澆鑄溫度1550℃。然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理。清理后的半自磨機(jī)筒體襯板采用900℃保溫10小時(shí)后爐冷320出爐空冷至室溫，然后在920~1000℃后出爐風(fēng)冷至室溫，再在650℃保溫6.5小時(shí)出爐空冷至室溫。即得到表面硬度為40HRC，沖擊韌性為67J/cm² 的大型半自磨機(jī)筒體襯板

實(shí)施例4

直徑8m~10m的半自磨機(jī)筒體襯板，采用C 0.8%、Si 0.6%、Mn 0.5%、Cr 2.8%、Ni 0.6%、Mo 0.5%的CrNiMo鋼。將廢鋼、鐵合金、生鐵按照化學(xué)成分和熔化要求依次放入中頻感應(yīng)爐中熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注。鋼液的出爐溫度1600℃，澆鑄溫度1500℃。然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理。清理后的襯板采用900℃保溫10小時(shí)后爐冷310出爐空冷至室溫，在加熱至1000℃、保溫9小時(shí)后風(fēng)冷至室溫，然后在600℃保溫7小時(shí)出爐空冷至室溫，即得到表面硬度為38HRC，沖擊韌性為44J/cm² 的大型半自磨機(jī)筒體襯板。

實(shí)施例5

直徑8m~10m的半自磨機(jī)筒體襯板，采用C 0.65%、Si 0.55%、Mn 0.6%、Cr 3.35%、Ni 0.4%、Mo 0.6%的CrNiMo鋼。將廢鋼、鐵合金、生鐵按照化學(xué)成分和熔化要求依次放入中頻感應(yīng)爐中熔化，待熔化成鋼液后，爐前取樣測定鋼液的化學(xué)成分，一旦鋼液化學(xué)成分合乎要求，即可加鋁脫氧，然后出爐澆注。鋼液的出爐溫度1600℃，澆鑄溫度1500℃。然后在鑄型中冷卻至200℃以下即可開箱清理。清理后的襯板采用900℃保溫10小時(shí)后爐冷305出爐空冷至室溫，在加熱至1010℃、保溫7.5小時(shí)后風(fēng)冷至室溫，然后在700℃保溫7.5小時(shí)出爐空冷至室溫，即得到表面硬度為38HRC，沖擊韌性大為45J/cm² 的大型半自磨機(jī)筒體襯板。

本發(fā)明所制備的大型半自磨機(jī)筒體襯板，采用中高碳CrNiMo鋼和樹脂砂制造，配合適當(dāng)?shù)臐裁翱谙到y(tǒng)和熱處理工藝，解決了高碳CrNiMo鋼韌性不足和耐磨性低的問題，滿足了大型半自磨機(jī)對(duì)筒體襯板的使用要求，在江西銅業(yè)集團(tuán)德興銅礦大山選廠Φ10.37m ×5.19m半自磨機(jī)中應(yīng)用，使用壽命達(dá)到了4.5個(gè)月。