高錳鋼襯板熱處理工藝分析

岳衛(wèi)國(guó) 袁方 劉金倉(cāng)

摘 要： 在礦上機(jī)械設(shè)備組成中，襯板是重要的零件，在礦石生產(chǎn)中，其需要與礦石材料直接接觸，在受到諸多壓力和磨損后，其還能在使用壽命內(nèi)保持原質(zhì)量和性能，這既是襯板優(yōu)勢(shì)，也是襯板選擇要求。高錳鋼襯板可以滿足此要求，其生產(chǎn)需求量一般很大。這種襯板在鑄件狀態(tài)，不能滿足承載和耐磨要求，其需要的韌性和耐沖擊性等性能需要在熱處理環(huán)節(jié)得到提升?；诖?，相關(guān)人員需要對(duì)該環(huán)節(jié)涉及的工藝進(jìn)行研究，找到合適的熱處理參數(shù)，然后制定合理的熱處理方案。

關(guān)鍵詞： 高錳鋼襯板;熱處理工藝;應(yīng)用

在礦石生產(chǎn)中，相關(guān)設(shè)備需要用到的襯板規(guī)模有多種形式，大中小型都可以應(yīng)用到設(shè)備中，不同類型襯板對(duì)熱處理的工藝要求及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求等必然存在差異，相關(guān)人員還要考慮這些差異，準(zhǔn)備不同的熱處理實(shí)施方案，并通過(guò)對(duì)比，區(qū)分不同高錳鋼襯板的處理工藝。本文主要針對(duì)高錳鋼襯板熱處理工藝進(jìn)行分析。

一、大、中、小型襯板淬火工藝差異

在襯板熱處理中，必然涉及到溫度和時(shí)間等參數(shù)，這些參數(shù)在不同狀態(tài)下的數(shù)值大小也不同，相關(guān)人員需要明確各種規(guī)模產(chǎn)品加熱過(guò)程中的各種參數(shù)，并找到其與襯板尺寸、裝爐方式的關(guān)系。

1、大型襯板

該種規(guī)模襯板組成較復(fù)雜，各尺寸也較大，這為熱處理帶來(lái)麻煩，其熱處理環(huán)節(jié)需要解決兩個(gè)問(wèn)題，其一熱應(yīng)力問(wèn)題，該力應(yīng)小于組織應(yīng)力，但在實(shí)際中，恰巧相反，所以相關(guān)人員需要降低熱應(yīng)力，一般通過(guò)調(diào)整溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)目的，溫度參數(shù)需要經(jīng)歷均溫、升溫、均溫、升溫過(guò)程，初次均溫應(yīng)保持在400℃以下，后均溫應(yīng)在680℃左右，在溫度變化中，還需要控制升溫速度[1]。其二碳化物溶解及裂紋問(wèn)題，這些問(wèn)題由高溫引發(fā)，熱處理中的溫度過(guò)高，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使襯板中的錳元素等脫離產(chǎn)品，在進(jìn)入淬火階段后，相關(guān)的產(chǎn)品不會(huì)形成單一的純奧氏體組織，且容易出現(xiàn)裂紋。相關(guān)人員需要對(duì)高溫保溫系數(shù)和保溫時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，使其滿足要求。前者最大值為1.8min/mm，其對(duì)應(yīng)的保溫時(shí)間為3h，最小值為1.5min/mm。對(duì)應(yīng)的保溫時(shí)間為2.5h。

2、中型襯板

中型襯板厚度也較大，在熱處理中，若要得到單一的奧氏體組織，控制裂紋問(wèn)題，還需要控制高溫保溫時(shí)間，并在淬火之前，使其處于保溫狀態(tài)。其均溫系數(shù)采取1.5min/mm，在入爐均溫后，相關(guān)人員需要調(diào)整均溫系數(shù)。在升溫狀態(tài)，應(yīng)保證加熱均勻，達(dá)到淬火溫度后，使其處于保溫狀態(tài)，高溫保溫系數(shù)采取0.8min/mm。

3、小型襯板

該種襯板規(guī)模和尺寸較小，其入爐溫度要控制在745℃以下，該溫度會(huì)快速上升到淬火溫度，保溫系數(shù)主要采取1.45min/mm，在保溫狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行加熱和淬火操作，襯板的性能會(huì)得到提升[2]。

在大中小三種類型鋼襯板淬火工藝中，保溫溫度和升溫速度是重要控制對(duì)象，控制該參數(shù)，可以避免襯板裂縫問(wèn)題。

二、大、中、小型襯板的預(yù)熱與保溫方法差異

1、大、中型襯板

襯板預(yù)熱與均溫操作比較重要，直接關(guān)系到襯板韌性大小，在實(shí)際生產(chǎn)中，一般通過(guò)淬火處理，來(lái)使鋼襯板具有良好的韌性。淬火包括擴(kuò)預(yù)熱與均溫環(huán)節(jié)，在此操作中，相關(guān)人員需要考慮襯板熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的影響。這;兩種類型的襯板預(yù)熱保溫溫度都要采取ACI溫度以上650-700℃，在此階段，相關(guān)人員需要適當(dāng)拖延保溫時(shí)間，以使襯板產(chǎn)生的兩種應(yīng)力減小，使襯板的塑性提升。淬火溫度為1100℃，從預(yù)熱保溫到淬火溫度，時(shí)間很短暫。淬火溫度達(dá)到后，需要在適當(dāng)?shù)谋貢r(shí)間內(nèi)完成淬火操作，這可以使產(chǎn)品的耐磨性得到保證。

2、小型襯板

這種襯板預(yù)熱保溫方法比較多，相關(guān)人員需要滿足中高速升溫淬火條件，需要控制保溫時(shí)間，使其在合理的范圍內(nèi)得到延長(zhǎng)，如此襯板的塑性和屈服能力會(huì)變強(qiáng)。

三、大、中、小型襯板二次彌散固溶處理工藝

襯板的二次彌散固溶劑處理主要指水韌處理和時(shí)效處理。不同規(guī)模襯板在設(shè)備中的應(yīng)用壽命不同，其中小型襯板的有效使用時(shí)間較長(zhǎng)，為了使三種襯板更換頻率保持同步，相關(guān)人員需要通過(guò)熱處理工藝，來(lái)延長(zhǎng)大中型襯板使用時(shí)間。三種襯板厚度會(huì)對(duì)使用時(shí)間產(chǎn)生影響，所以可以通過(guò)厚度調(diào)整來(lái)達(dá)到目的。大中型襯板的厚度需要增加，最大增加到120mm，在增加厚度同時(shí)，還要延長(zhǎng)水韌處理時(shí)間和時(shí)效處理時(shí)間，在處理后，高錳鋼襯板的性能都會(huì)得到保證[3]。

在最佳時(shí)效處理中，相關(guān)人員需要對(duì)淬火鋼件進(jìn)行繼續(xù)升溫加熱，使其在350℃保溫狀態(tài)下保持8個(gè)小時(shí)，然后再做冷處理，該過(guò)程主要對(duì)固溶碳進(jìn)行處理，在其變成碳化物后，其會(huì)與原襯板脫離，所以鋼襯板的脆性和裂紋敏感性會(huì)降低，襯板第二相也得到了強(qiáng)化。

在鋼襯板二次彌散固溶處理中，相關(guān)人員需要控制時(shí)效時(shí)間，避免出現(xiàn)過(guò)時(shí)效現(xiàn)象，否則鋼襯板性能不會(huì)提升，反而會(huì)降低。

四、加鉻高錳鋼襯板及其熱處理優(yōu)化

高錳鋼襯板的組成元素有很多，在加入鉻元素后，其相關(guān)的熱處理工藝也會(huì)發(fā)生變化。這種鋼襯板在水韌處理后，溫度需要保持在400℃以下，但可以升高至350℃。因此在將其安裝在相關(guān)設(shè)備中時(shí)，相關(guān)人員還需要注意襯板切割方式，避免出現(xiàn)切割加溫現(xiàn)象。在安裝中，主要避免應(yīng)用氧氣槍加熱切割方式。

在實(shí)際安裝應(yīng)用中，一些格子板需要更換時(shí)，相關(guān)人員需要在大倒角格子板形式中處理格子板，而不是隨意切割格子板的外圍，如此便不會(huì)出現(xiàn)水韌處理后的襯板回火升溫問(wèn)題。控制格子板安裝形式，可以減少格子板裂紋現(xiàn)象。

加鉻高錳鋼襯板比高錳鋼襯板更加耐磨，其在韌性和屈服極限方面也具有很多優(yōu)勢(shì)，所以這種材質(zhì)會(huì)逐漸代替高錳鋼襯板，相關(guān)人員還要做好該種材質(zhì)的熱處理工作。其熱處理工藝要求更高，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，這種鋼襯板表面析出的碳化物會(huì)重新固溶于鋼襯板中，所以鋼襯板的性能會(huì)在應(yīng)用中快速降低。為了解決此問(wèn)題，應(yīng)做好升溫速度控制工作，低溫升溫速度應(yīng)小于50℃/h，此外保溫溫度應(yīng)不小于650℃，但也不能大于700℃[4]。

結(jié)語(yǔ)

在高錳鋼襯板生產(chǎn)加工中，熱處理屬于重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能情況，相關(guān)人員要做好熱處理環(huán)節(jié)的監(jiān)督工作，使熱處理工藝都落實(shí)到位。熱處理過(guò)程中涉及到的工藝比較多，需要控制的參數(shù)等也不少，所以其處理過(guò)程容易出現(xiàn)問(wèn)題，相關(guān)人員還要重點(diǎn)解決這些問(wèn)題，使其不會(huì)影響高錳鋼襯板的加工處理質(zhì)量。此外，相關(guān)人員還應(yīng)對(duì)熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)處理方案進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)

[1]張永利，何鐵牛，郎忠勇，馬潤(rùn)元，李桂寧.高錳鋼襯板熱處理工藝研究與應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2016，44（06）：93-95.

[2]侯晉梅. 新型高錳鋼襯板制造工藝及性能分析[J].太原科技大學(xué)，2016（04）：67.

[3]周云.襯板熱處理工藝研究[J].礦山機(jī)械，2017，23（08）：78-79.

[4]劉旭.高錳鋼襯板制作工藝研究[J].礦山機(jī)械，2016，12（05）：45-48.