圆锥粉碎机耐磨材料的研讨

   1.样品制备
    (1)高锰钢的熔炼过程试验采用中频炉返回法熔炼高锰钢样品。化学成分应该严格控制，尤其是 P、S含量不能超标，要求废钢洁净无锈，后期加入炉料，合金需烘烤400℃以上，出钢作冷弯检验，出钢温度严格控制在1460 ～1500℃。
    (2)高锰钢的浇注铸造工艺采用平做立浇，铸型表面涂刷醇基快干氧化镁涂料。为了细化晶粒，提高表面质量，浇注温度应严格控制在 1430 ～1460℃。
    (3)高锰钢的热处理工艺高锰钢具体的热处理工艺要根据铸件壁厚大小决定，本次试验采用的热处理工艺。本次试验研讨用样品分别由公司生产及试验室制备的共4种样品，其中，1#为27mm×36mm 棒磨机使用后衬板样品;2#为铸态高锰钢; 3#为经热处理的高锰钢;
    2.力学性能试验
    (1)拉伸试验在国产岛津 AG—25 ( 最大载荷60t) 液压式万能试验机上进行。通过这些拉伸试验数据可以看出，1#试样拉伸数据较高，这是因为样品是公司球磨机、棒磨机使用后的衬板，有明显的加工硬化，所以强度较高; 2#试样为铸态高锰钢，未经热处理，因此强度较低，并且成分中 Cr含量明显过高，高锰钢中以 wCr= 0. 5% ～ 2. 0% 为宜，但 Cr 的含量过高会使高锰钢的韧性降低; 3#试样经过热处理，因此数据明显比2#试样要好;4#试样成分与热处理均很合适，因此其拉伸数据都很理想。虽然3#样品也经过热处理，但3#样品成分中的Mn与C含量的比值约为6.1，即 Mn/C 比较低，一般取10为宜。
    (2)冲击试验用 1#样品做的试样在试验中未被冲断，而 2#、3#、4#样品试样均被冲断。1#未冲断，可见具有明显的加工硬化，高锰钢具有明显的加工硬化功能，使试样的冲击韧度有较大提高;2#未经热处理，其力学性能明显未提高; 3#热处理未控制好，与4#比起来明显较低。
    3. 金相组织
    (1) 金相组织分析1#试样晶粒均匀，晶粒上有明显的滑移线，且有明显的加工硬化，它们的金相图与性能数值表相联系，可见加工硬化使高锰钢力学性能提高。可以看出，3#试样晶粒均匀，碳化物在晶界、晶粒内均有析出，降低了高锰钢的力学性能，说明3#试样成分控制不严格，热处理控制不当。可以看出，4#试样晶粒均匀且晶粒度适中，碳化物都在晶内析出，并且均匀分布在晶内，因此 4#试样的力学性能较为理想。
    (2) 磨损形貌的分析①固定施加载荷为 12N，移动行程为 20mm，砂纸的型号为 120 号。三试样的磨损量。②固定施加载荷为 12N，移动行程为30mm，砂纸的型号为 120 号。三试样的磨损量。在相同载荷 12N，120 号砂纸，行程分别为 20mm、30mm 的情况下，可知，4#试样的磨损量最小，1#试样次之，3#试样最差。试样在 20mm 和 30mm 行程中的磨损，3 种试样都有加工硬化，由可以看出，该3种试样的Mn含量4#最高，1#次之，3#最低。因为高锰钢中 Mn 含量高是为了得到奥氏体组织，可以增大钢的加工硬化率，3 种试样都有加工硬化，而 4#的加工硬化率较高，且伴随着加工硬化的提高，其耐磨性也大大提高，导致磨损量较少。3#试样的加工硬化率较低，因此其耐磨性提高不明显，导致了 3#试样的磨损量仍是最高的。
    4. 结语
    经对棒磨机改性高锰钢衬板抗拉强度、冲击韧度的研讨，通过样品的成分分析，以及拉伸、冲击等大量数据的分析，不难得出以下结论:
    (1) 通过对棒磨机使用后衬板样品的拉伸试验，冲击试验结果分析，可以看出样品的耐磨性较差，熔炼和热处理不够完善。
    (2) 按试验室提供的成分和热处理工艺方案，由公司生产的 3#样品的 C、Cr、Mn 成分超标，金相组织正常，因此耐磨性较差，说明对高锰钢的成分和热处理方面控制还不完善。
    (3) 由试验室熔炼生产的 4#样品，在原高锰钢成分基础上加入 wCr=2. 1%、wMo=0. 82%，其耐磨性最好。在热处理方面，严格控制了热处理的温度和时间，使奥氏体晶粒细小，碳化物弥散析出，从而提高了样品的初始强度和耐磨性。
    (4) 改进熔炼方法，提高冶金质量，减少组织缺陷，提高材料的冲击韧度，是提高奥氏体锰钢在强烈冲击条件下耐磨性的有效途径。