耐磨材料选择
水泥机械设备耐磨件材质的选用
(内部资料)
长春铭成合金钢有限公司
2008-1-21
在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。
一、铸造耐磨材料
用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。
第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件，
第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。
第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。
1. 高锰钢系列耐磨材料
在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0 %Mn）。
1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93
表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）
1.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991
表2 日本高锰钢铸件化学成分(%)
1.3 中国标准《高锰钢铸件》GB/T5680-1998
表3 中国高锰钢化学成分(%)
1.4 超高锰钢
为保证厚大铸件的中心部位全为奥氏体，锰含量提高到18%，同时加入Cr、Mo、Ni等元素，提高屈服强度和初始硬度，从而具有足够的韧性及优异的加工硬化能力，主要用于制作90kg以上大锤头。成分性能见表4。
表4 超高锰钢化学成分及机械性能
2. 镍硬铸铁
美国、日本等国在1930年前后开始使用镍硬铸铁，目前已发展到镍硬4#，铬含量由2%提高到9%，镍含量由4%提高到6%，金相组织中的碳化物由Fe
3
C型
变为M
7C
3
型，使韧性等力学性能显著提高，铸态厚截面也可获得马氏体组织，硬
度在HRC62以上，并具有一定的韧性，其特点是几吨重的大型磨辊，可以不经热处理，铸态使用，用于立式磨的磨盘和磨辊。镍硬铸铁的成分性能见表5。
表5 国际镍公司镍硬铸铁牌号、成分和性能
注：砂——砂型铸造，金——金属模铸造。
3. 高铬铸铁
美国Climax钼公司率先对含铬10~30%的合金白口铁进行了研究，发现高铬
铸铁有很多优点。第一：在含铬12%时可以形成Cr
7C
3
型碳化物，显微硬度
HV1300~1800，比普通白口铁中Fe
C型碳化物的显微硬度（HV800~1100）高很多，
3
因此耐磨性好；第二：碳化物形状变为断网状、菊花状，因此比网状碳化物韧性高；此外，高铬铸铁的基体可以通过不同的热处理工艺来获得从全部奥氏体到全部马氏体的各种基体，扩大其应用范围，满足不同工况条件的需要。
3.1 美国高铬铸铁成分性能
表6 美国高铬铸铁牌号、成分和性能
3.2 中国抗磨白口铸铁件成分性能
1999年我国把低、中、高铬铸铁及镍硬铸铁合并制定了《抗磨白口铸铁件》标准GB/T8263-1999。
表7 抗磨白口铸铁件牌号、成分
注：DT、GT分别表示低碳、高碳。Cr15Mo和Cr20Mo硬度≥58，其余硬度≥56。
建材行业1998年制定了标准《高铬铸铁衬板技术条件》JC/T691—1998，见表8。
表8 高铬铸铁衬板牌号、成分
注：CBCr15硬度≥52，冲击韧性≥5J/cm2；CBCr20硬度≥48，冲击韧性≥7J/cm2。
4. 耐磨合金钢
上世纪80年代以来，我国科研工作者根据高锰钢韧性富余硬度过低、高铬铸铁硬度很高韧性不足的状况，借鉴国外经验，结合我国资源，研发出多种耐磨合金钢，具有较高的韧性及硬度，综合机械性能优良，应用范围更广。按含碳量和合金含量分为下列3类：
4.1低碳低合金钢
由于含碳量及合金含量均不高，热处理通常采用水淬，可获得足够高的韧性和较高的硬度，在较强烈冲击磨损条件下代替高锰钢。化学成分如表9，力学性能如表10。
4.2中碳低合金钢
水淬低碳低合金钢有良好的韧性、较低的成本，但由于碳含量低，淬火后的硬度难以进一步提高，耐磨性不足，且水淬工艺控制不好的话，铸件容易开裂。
为此，增加碳含量，提高其硬度并适当牺牲韧性，通过变质处理、采用油淬或空淬的方法提高钢的综合性能，满足低、中冲击高耐磨性工况条件的要求。化学成分如表11，力学性能如表12。
4.3中碳中合金钢
由于中碳低合金钢的合金含量不高，淬透性差，油淬工艺复杂、成本高，因此又研制了适当提高合金含量、采用风淬的中碳中合金钢。具有代表性的是合肥水泥研究设计院89年鉴定的中碳多元合金钢，热处理采用风淬，金相组织为马氏体+弥散碳化物，力学性能为：硬度HRC42~55，冲击韧性15~50J/cm2，综合机械性能优异，在大型磨机衬板、隔仓板、篦板及颚板上应用，使用寿命是高锰钢的2~3倍。化学成分如表13，力学性能如表14。
表9 低碳低合金钢的化学成分（%）
表10 低碳低合金钢的力学性能
表11 中碳低合金钢的化学成分
表12 中碳低合金钢的力学性能
表13 中碳多元合金钢的化学成分
表14 不同含碳量的中碳多元合金钢的金相组织和力学性能
注：M-马氏体，B-贝氏体，Ar-残余奥氏体，K-碳化物
综观国内金属耐磨材料现状，品种系列已基本齐全，其中以耐磨合金钢、高铬铸铁的发展最为迅速，可以满足各种生产规模水泥生产线的需求。
5. 典型易损件耐磨材料的选择
5.1 锤式破碎机锤头
5.1.1 磨损机理
当物料与高速旋转的锤头撞击时，物料尖角压入锤面，形成撞击坑，其冲击力全部转为对锤面的压应力，此时锤头属于冲击凿削磨损。当物料以一定角度撞击锤头或锤头与篦板相互搓磨时，冲击力分解为平行锤面的切向应力，对锤头表面进行切削，形成一道道切削沟槽，则为切削冲刷磨损。
5.1.2 影响锤头使用寿命的因素
锤头的磨损情况与诸多因素有关，如：物料性质（入机粒度、种类、硬度、水分、温度等）、锤头线速度、篦板篦缝的大小等，会有相当大的差异。合理选材十分重要。
5.1.3 锤头材料的选择
大型破碎机、进料粒度＞400 mm、单重 50-125 kg以上的大锤头，因为受冲击力大，应该使用安全为前提，主要选择高韧性的超高锰合金钢，也可选用合金化高锰钢。
中小型破碎机、入料粒度＜200mm、单重50kg以下的锤头，受冲击力相对较小，普通高锰钢加工硬化能力不能充分发挥，因而不耐磨，应该选择含碳量为上限的合金高锰钢或中低碳合金钢。
小型破碎机、入料粒度＜50mm、单重15kg以下的锤头，受冲击力更小，不适宜选用高锰钢，可选择中碳中合金钢，更适宜选用复合铸造锤头。锤头顶部采用高铬铸铁，锤柄用35#钢或低合金钢，两种材料分别发挥各自的特点。
入料粒度＜100mm 的细碎机锤头，受冲击力适中，应选用高韧性超高铬铸铁，硬度>HRC60，冲击韧性>ak8J/cm2，使用寿命可比高锰钢提高3~5倍。
破碎旋窑熟料或高硬度矿物的细碎机，高韧性
超高铬铸铁的硬度不能无限度提高，应选择硬质合
金与超高铬铸铁、结构钢组合的“三合一”组合锤头。
钴基硬质合金的硬度高达HRC70以上，抵抗高硬度
物料的磨损效果最好，使整体锤头的使用寿命大幅
度提高。例如：产量100t/h的PCX100型细碎机中
一付组合锤头可破碎熟料15万吨。
5.2 单段锤破大锤头
用于破碎500~1500mm大块石料的单段锤式破碎机，锤头单重80-220kg。因承受的冲击力太大，锤头材质有如下5种选择。就作者的经验，因石灰石的性质差异太大，目前尚不能确认哪种方案最好，只能通过对比使用后合理选择。
5.2.1 合金高锰钢：在ZGMn13中加入Cr、Mo等合金。
5.2.2 超高锰钢：含Mn16%以上，并加入Cr、Mo等合金。
5.2.3 表面堆焊：高锰钢锤头工作面堆焊TM55(Mn系)、ZD3(Cr系)等，表面堆焊层硬度HRC56-62。
5.2.4 双金属铸造：Magotteaux公司头部高铬铸铁＋柄部铬钼合金钢（头部：3.4%C，16%Cr，HRC≥61。柄部：0.2%C，1.9%Cr）。
5.2.5 合金高锰钢头部镶铸硬质合金块。
5.3 立磨辊
5.3.1 中小型磨辊：高铬铸铁整体铸造，HRC62－64。镍硬铸铁Ⅳ整体铸造，HRC58－64。
5.3.2 大型磨辊：上述两种材质分块铸造。
5.3.3 表面堆焊：碳钢堆焊新辊和旧辊修复。
5.3.4 双金属复合磨辊------DUOCAST ?(塑性铸铁＋高铬铸铁镶嵌块)。
Magotteaux公司在塑性铸铁（HB320）上，以机械方式镶嵌燕尾槽的高铬铸铁块（FMU18，Cr≥16%，HRC ≥64）。其优点：①同样材质的高铬铸铁镶嵌块比整体铸造的磨辊硬度高，耐磨性更好。②塑性铸铁对立磨运行中产生的各种应力的扩散有非常好的阻碍作用。即使金属异物使镶嵌块产生裂纹，也难以向内部扩展。设备运行更可靠。③耐磨寿命比NihardⅣ提高50%以上。④镶嵌块之间的塑性铸铁磨损快，形成小凹槽，增加了对物料的咬合力，可提高粉磨效率。
5.3.5 金属基陶瓷复合材料磨辊------X-win ?。
Magotteaux公司将陶瓷颗粒均匀地分布在高铬铸
铁的蜂巢状结构中。其优点：①陶瓷的硬度Hv2100，
远高于其它材料的硬度(石英Hv~1800，NihardⅣ和高
铬铸铁Hv<900，熟料Hv~600)，因此具有优异的耐磨
性。②磨辊使用寿命比Nihard Ⅳ和高铬铸铁提高1倍
以上。③X-win应用于立磨盘，使用寿命提高1-3倍。
④X-win应用于熟料破碎机，使用寿命比合金锤头提高
1-1.8倍。
5.4 磨机粗磨仓衬板
5.4.1 磨损机理
通常粗磨仓入磨粒度为15-25 mm，研磨体平均球径75mm左右，最大球径?90mm。磨机回转时，球和物料以较大的冲击力凿削衬板；球在下落的滑动或滚动中挤压物料，物料尖角切削衬板，因此粗磨仓衬板磨损机理是以高应力冲击凿削磨损为主，挤压切削磨损为辅。
5.4.2 材料的选择
粗磨仓衬板受高应力冲击要求材料有足够韧性，受切削磨损要求材料有高硬度。根据磨损原理，材料硬度(Hm)应达到物料硬度(Ha)的0.8-1.2倍，即Hm/ Ha=0.8-1.2，水泥熟料硬度为HV500-550，相当于HRC49-53。所以衬板材料硬度应在HRC50以上才耐磨，同时要求冲击韧性>ak10J/ cm2才能不开裂，满足安全使用要求。因此粗磨仓衬板应选择中碳多元合金钢及类似合金钢材料，硬
度>HRC48，冲击韧性>ak15J/ cm2，使用寿命可达2-3年。
如果磨前有细碎机或辊压机作预粉磨，并采用单螺孔的沟槽衬板结构，应选择高铬铸铁，使用寿命可达8年以上。
5.5 磨头端衬板
5.5.1 磨损机理
磨头端衬板在粗磨仓进料端，物料粒度大，平均球径大，受磨球和物料的侧冲击力大，磨损机理以高应力冲击凿削磨损和切削冲刷并重。特别是中间部位磨损最大。
5.5.2 材料的选择
磨头端衬板应选择韧性高、耐冲击、硬度高的抗切削材料，应选择中碳多元合金钢，使用寿命可比高锰钢提高一倍。?3米的大型磨机磨头端衬板，应在径向上分2~4圈，减小单块磨头衬板的尺寸，可选择高铬铸铁类耐磨材料，使用寿命可比高锰钢提高3-4倍。
5.5.3 磨头衬板最大磨损半径Rmax的确定
Rmax=Kr Ri/ Cosβ
式中：Kr ——系数
Ri ——磨机有效半径
Cosβ——磨头衬板的锥角
Kr与磨机比转速Ψ和填充率φ有关，按表15选择。
表15
5.5.4 防止磨损措施
①磨损区局部加厚
a平面形局部加厚（如图1.1）。在磨头衬板
最大磨损区域处等厚度地加厚某一个宽度。
b圆弧形局部加厚（如图1.2）在磨头衬板
最大磨损区域用圆弧来加厚此处。
c三角形局部加厚（如图1.3）在磨头衬板
最大磨损区域用三角形来加厚此处。
②设置径向凸棱
在磨头衬板上设置适当宽度和厚度的径向凸棱，它一方面可以减小磨头衬板与研磨体和被粉磨物料之间的相对运动，从而提高磨头衬板的使用寿命并能保证其磨损比较均匀；另一方面，径向凸棱还有增加摩擦系数，使钢球提升得更高以及使钢球进行合理分级的作用。
凸棱可设置在中间或边缘。根据作者的经验，凸棱的高度建议在20mm左右。
同时采用局部加厚与设置凸棱效果更好，如下图。
5.6 磨机隔仓板
5.6.1 磨损机理
粗磨仓的钢球对隔仓板进行侧冲击凿削磨损，物料对隔仓板篦缝进行挤压冲刷磨损。对于ak25J/ cm2，硬度HRC45-50。对于双层隔仓板的篦板，特别是在径向上分2~4圈的单块小尺寸隔仓篦板，受力情况在为改善，对材料韧性的要求减小。
5.6.2材料的选择
隔仓板不适宜选用高锰钢，因为易产生塑性变形，堵塞篦缝，且加工硬化不足，寿命短。应选择中碳多元合金钢及类似合金钢材料，使用寿命可比高锰钢提高1-2倍。双层隔仓篦板还可选择高铬铸铁类耐磨材料，使用寿命可比高锰钢提高3-4倍。
二、非铸造耐磨材料
随着新工艺、新装备的发展应用，如：立磨辊、盘，辊压机辊面，V型及其它各种选粉机风管、导风叶、撒料盘，风机叶轮、壳体，螺旋输送机叶片，溜槽，料仓等，铸造耐磨材料的应用受到限制，非铸造耐磨材料如：耐磨钢板、复合钢板、硬面堆焊、表面热处理、耐磨陶瓷片、耐磨陶瓷涂料、超高分子量聚乙烯板、环纳复合板等得到更广泛的应用。
1. HARDOX焊达耐磨钢板
HARDOX焊达耐磨钢板由瑞典钢铁奥克隆德有限公司（SSAB）独家生产，年产量50万吨，占世界总量的50%。目前有6个品种，更高硬度的H700即将推出。
1.1 硬度高。在不适宜采用铸造耐磨材料时体现其耐磨性。见表16。
1.2 可焊接。相当于含碳量0.35－0.80的碳素结构钢。
1.3 冲击韧性高。硬度最高的H600可达24J，比同等硬度的铸造耐磨材料韧性高很多。
1.4 弯曲性能好。20mm厚的HARDOX500钢板可弯曲半径为80mm。有利于加工半
径较小的工件。见表17。
1.5 不能用于＞200℃的场合。因晶粒长大导致硬度下降较大。
2. 硬面堆焊耐磨钢板（复合钢板）
复合钢板是在基板表面上堆焊一层高铬合金而成。硬面层表面密布许多小裂纹，其作用是释放焊接应力，同时为弯曲成型提供可能。特点：
2.1 硬度高，耐磨性优异。硬面层中含有硬度达HV1600的M7C3型碳化物构成，
宏观硬度达HRC58－62。
2.2 可焊接。其硬面磨损后可反复堆焊多次，也可与其它构件焊接。
2.3 可弯曲。硬面层向内弯曲，弯曲半径R≈板厚×15。硬面层也可向外弯曲，
但弯曲半径再加大1倍，防止表面碳化物剥落。
2.4 可切割。因硬面层中含有大量碳化物，故火焰无法切割，只能用等离子、激
光或高压水枪切割。为防止碳化物剥落，应从基板面进行切割。
2.5 复合钢板的主要化学成分及性能见表18。
注：最小弯曲半径为硬面层朝内的数值。若硬面层朝外，弯曲半径×2。
2.6 耐磨钢板与HADOX钢板性能对比
两者各有特长，仅从耐磨性比较，前者远优于后者；从工艺性比较，后者优于前者。如何选用，视具体工况决定。对比数据见表19。
注：①相对耐磨性：按ASTMG65标准测试。②磨耗量：亚州水泥公司提供的测试结果。
3. 硬面堆焊技术在立磨辊、盘的应用
目前国内的硬面堆焊技术发展很快，除复合钢板外，在立磨辊、盘上的应用取得突破性进展，与铸造辊、盘相比，具有较大优势。
3.1 国内可提供在线或离线的硬面堆焊服务的公司
苏州优霹耐磨复合材料公司(由日本Kurimoto公司授权的台湾上庆栗本钢铁公司国内公司)，其复合钢板品牌为UP-PLATE。昆山惠丰耐磨工业有限公司（台湾上庆栗本钢铁公司的子公司）除生产复合钢板外，主要承接立磨辊、盘的堆焊，称为UP-welding。北京嘉克新兴科技有限公司主要承接立磨辊、盘的堆焊，也生产复合钢板。郑州机械研究所提供辊压机辊、立磨辊、锤头、风机等易损件的堆焊。德国法奥迪磨损技术汉斯?瓦博士有限公司中国代表处和郑州机械研究所提供各种硬面堆焊的焊丝和焊条。此外，中国农机科研院中包公司也生产复合钢板。
3.2 硬面堆焊技术用于立磨辊、盘的优点
①可在各种金属材料（碳钢、铸铁、高铬铸铁、镍硬铸铁、高锰钢等）表面堆焊。
②对磨损后的高铬铸铁或镍硬铸铁立磨
辊、盘进行在线或离线修复堆焊（离线修复的
质量优于在线修复）。可反复堆焊数次。
③用碳钢或高锰钢铸造磨辊、盘的基体，
预留尺寸后表面堆焊，直接提供新品。与整体
铸造的磨辊、盘相比，售价略低，耐磨性更优。
④修复一次的费用约相当于进口磨辊的
1/3，国产磨辊的1/2。
3.3 硬面堆焊技术修复立磨辊的应用效果
嘉新京阳水泥公司MPS5000B生料立磨，一套磨辊3只，由单重1吨12块组成。使用PFEIFFER公司NihardⅣ磨辊4套(125万元/套)，使用寿命均为1年。改用Magotteaux公司高铬铸铁磨辊，使用寿命近2年。2006年2月采用
UP-welding技术修复磨辊(40万元)。据磨损量推算，使用寿命可达4年。年节省~100万元。
辊面磨损小，还可提高立磨的台产、降低电耗。统计数据见表20。
4. 冲刷磨损条件下耐磨材料的选择
气固两相流冲刷磨损条件下，耐磨材料的选择与冲蚀角有关。小冲蚀角时，以切削为主，应提高材料的硬度，此时选择陶瓷类材料最合适；大冲蚀角时，应提高材料的韧性或变形能力，吸收其冲击功，此时选择高硬度金属材料或橡胶为宜。见右图。
因此，选粉机壳体、风机叶轮、管道弯头等，其中高浓度含尘气流的冲刷磨损工况下，宜选择使用耐磨陶瓷片或耐磨陶瓷涂料。
4.1 耐磨陶瓷片
以Al
2O
3
为主要原料，稀有金属氧化物为溶剂，经1700℃焙烧成为95 Al
2
O
3
刚玉陶瓷。硬度高，耐磨性极好。HRA85-90（HRC67-73，莫氏硬度8.5），耐磨性达碳钢的20倍以上。重量轻，设备负荷小。刚玉陶瓷密度3.6g/cm3。表面光滑，摩擦系数非常小。吸水率低，不易粘粉料。
Al
2O
3
是两性材料，耐酸、碱化学腐蚀；熔点高达2000℃，抗高温性能好（但
粘接剂在高温下会老化，AD-504A胶＜110℃，无机硅胶＜350℃）。
陶瓷片可制成燕尾槽式条块互卡互压，加强与设备的粘接强度。
4.2 耐磨陶瓷涂料
在使用温度高、工件形状复杂等不适宜采用耐磨陶瓷片的情况下，应选择耐磨陶瓷涂料。丹麦DENSIT公司最早研制出耐磨陶瓷涂料(仅涂料售价~4.5万元/吨)，现国内已有多家生产(包含施工费~2.8万元/吨)。
4.2.1 耐磨陶瓷涂料的组成
耐磨陶瓷涂料由骨料和结合系统组成。骨料的硬度和密度决定涂料的耐磨性。骨料有高铝钒土熟料(主要含刚玉和莫来石，莫氏硬度8)、刚玉和碳化硅(莫氏硬度均为9) ，仅次于钻石(莫氏硬度10 ) 。其耐磨性非常优异。骨料由粗、
中、细颗粒组成，堆积密度愈大强度愈高。通常加入<5μm的Al
2O
3
和SiO
2
复合
超细粉，填充孔隙，使涂料更密实、强度更高、更耐磨。
结合系统通常选择高标号的高铝水泥和纯铝酸钙水泥为结合剂。涂料的耐压强度90-130MPa，抗折强度10-20MPa。采用有机树脂结合剂，强度更高，耐压强度160-180MPa，抗折强度35-40MPa。
涂料中加入~5%钢纤维，当涂料产生裂纹时，可阻碍裂纹的扩展，提高了涂料抗变形和断裂的能力。为充分发挥结合剂和超细粉的作用，必须加入微量的减水剂，以保证其充分水化和分散，增加强度。
4.2.2 陶瓷涂料的施工
一般磨损条件下施工厚度20mm，工件表面清除锈、漆、油脂，焊接钢丝网，焊点间距200-300mm，涂料干粉＋6-7%水，搅拌均匀后涂抹。在常温下养护3-7天即可达到所需的强度和硬度。
磨损严重部位，施工厚度30-40mm，先在工件表面焊接隔离钢筋（Φ6-Φ
10mm），再按上述方法施工。陶瓷涂料硬化后的体积密度为2900kg/m3，涂层20mm 厚时重量58kg/m2，相当于同样厚度钢板重量的37%。
4.2.3 陶瓷涂料与其它几种材料耐磨性比较
众所周知，随着温度的升高，所有材料的耐磨性都急剧下降。在高温环境下，陶瓷涂料独领风骚。不同温度下的冲蚀磨损对比数据见表21。
注：本表为引用数据，作者认为：①110℃条件下陶瓷片的耐磨性不会比陶瓷涂料差；②16Mn钢在1500℃已接近熔化，不可能测出冲蚀磨损数据。
4.2.4 陶瓷片与陶瓷涂料的性价比
①耐磨性：陶瓷片是刚玉瓷或硅铝瓷的整体，陶瓷涂料是粉碎的刚玉、碳化硅和高铝钒土熟料颗粒＋高铝水泥等混合物，前者的硬度＞后者，常温下前者的耐磨性远优于后者。
②使用温度：陶瓷片的粘接剂通常＜120℃，最高＜350℃，因此适合用于常温工况。陶瓷涂料最高可达1200℃，且耐磨性下降不多。
③强度：陶瓷片不能承受颗粒的冲击，冲蚀角＜30°，粘贴后不能碰撞。陶瓷涂料中加钢纤维，施工中加钢丝网或钢筋，可承受颗粒任意冲蚀角的冲刷。
耐磨材料选择
水泥机械设备耐磨件材质的选用 (内部资料) 长春铭成合金钢有限公司 2008-1-21
在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。 一、铸造耐磨材料 用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。 第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件， 第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。 第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。 1. 高锰钢系列耐磨材料 在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0 %Mn）。 1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93 表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%） 1.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%)
矿山耐磨材料：应有选择性使用(正式版)
文件编号：TP-AR-L8248 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿山耐磨材料：应有选 择性使用(正式版)
矿山耐磨材料：应有选择性使用(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 材料越硬越耐磨吗？实际上，盲目地追求硬度并 不一定能取得理想的效果，反而会使成本大幅度提 高，造成浪费。 据悉，高铬铸铁在接近90°角冲蚀磨损时其耐 磨性还不如20号钢，因此在大角度冲蚀磨损时，就 不应选择这类脆性较高的材料。相反，在小角度或滑 动磨损工况下，高铬铸铁远比20号钢要耐磨的多。 在有强冲击作用，要求耐磨机件有相当高的韧 性，以避免机件破裂的场合，锤用硬质合金和增韧氧 化锆(Y2O3+ZrO2)是一个很好的选择。若破碎机颚板
破碎岩石，挖掘机挖取堆积石块等，则采用高锰钢铸件或表面淬硬的低合金钢铸件。 在用于高应力磨料磨损和冲击作用不太强的碰撞磨损条件的耐磨件，大都采用高铬铸铁。如碎矿辊、锤式破碎机锤头、球磨机衬板等。破碎机的护板、输送机的壳体、叶片、斗等应用碳化铬复合材料 （Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）效果更好。 高锰钢韧性有余而耐磨性不足；各类合金白口铸件硬度高、耐磨性好，但韧性较差，安全可靠性低；中低合金耐磨钢介于前两者之间，奥贝球铁目前缺少普遍的应用，有待进一步的认识。 专家指出，耐磨材料何时何地如何应用，须科学研究分析使用条件，充分掌握耐磨材料的性能特点，扬长避短，方能取得应用的成功。
什么材料最耐磨
什么材料最耐磨？ 耐磨材料在工业和人民生活中被广泛使用。随着技术的进步和材料科学的发展，各种各样的新型耐磨材料不断涌现。 耐磨材料有很多种，都耐磨，关键要找到适合自己的，适合自己就是最好的，就像选对象一样。 最早的能够大量使用的耐磨材料主要是耐磨钢、耐磨铸铁等金属材料，之后出现各种非金属耐磨材料，比如：铸石、陶瓷、三氧化二铝陶瓷、氧化锆、碳化硅及各种耐磨混合料。金属耐磨材料也出现各种新型的复合材料，比如双金属。这些材料都有耐磨性能，但各有不同，各有特色。 根据输送物料的性质和介质条件的不同，选用适合自身工况的产品很重要。现在有很多设计人员咨询什么材料最耐磨，本身这种问法就存在误区，在选用耐磨材料的时候，首先要确定自身工况条件：输送物料的硬度、颗粒大小、流速、输送量、输送介质等等，再根据具体情况选用适合的耐磨材料。 如果是水力输送，一般颗粒不会太大，比较适合采用铸石。因为铸石这种材料既耐磨又耐腐蚀，而且耐酸耐碱，硬度大，易滑性好，阻力系数小。经过一段时间的使用后，各种性能反而会提高，在灰渣管路和尾矿管路上应用，它的优势非常明显，越用管道内壁越光滑，阻力越小，输送越顺畅，泵出力越小。-----铸石的特性：耐磨、耐酸耐碱、易滑性好、阻力系数小。 干粉状物料输送，80目以上细粉，可以采用铸石管输送；如果颗粒大，且有冲击，可以采用三氧化二铝陶瓷。-----三氧化二铝陶瓷：耐磨、耐中
度冲击、有一定的耐腐蚀性。 以储存为主的料仓和以输送粉料为主的漏斗等可以采用内衬铸石板来保护基础并延长它们的使用寿命。根据使用年限和具体储存量及物料的性质选用不同厚度的铸石板。目前铸石板最薄的可以做到12-14mm，是蓬莱金王近几年开发的新产品，经济实惠，使用效果很好。粮仓等输送粮食的设备可以选用蓬莱产的纯玄武岩铸石板，因为在生产过程中不添加任何小料，且采用洁净能源--天然气生产，产品绿色环保，既可以防老鼠打洞，又光滑易清理，不长青苔。 输送颗粒比较大的物料，如焦炭、煤炭、原矿石等，要选用耐冲击的耐磨材料。以冲击为主，最好选用耐磨钢；以耐磨为主冲击较少，可以选用三氧化二铝陶瓷。根据具体使用情况选用不同的厚度和品质。 在有一定温度的情况下选用耐磨材料时，三氧化二铝陶瓷、氧化锆、碳化硅、耐磨钢都可以。300度以下各种耐磨材料都可以满足使用；在300-1000度，选用三氧化二铝陶瓷即可，1000度以上可以采用碳化硅、氧化锆等。最近几年很多人钟爱碳化硅，这种材料在低温时，耐磨性能和三氧化二铝陶瓷很接近，只有在高温（超过1000度以上）下才能显示出它的优势。所以还是量才而用比较好。------碳化硅：高温耐磨且防腐，耐冲击较差，适合比较温和的物料输送。 当特别复杂的设备衬里，不能使用成型的耐磨材料时，可以选用耐磨混合料；当部分损坏、临时修补时，也可以用耐磨混合料解决燃眉之急。-----耐磨料：可以选用铸石耐磨防腐料改善烟囱和烟道内壁，物美价廉。 总之，适合自己的才是最好的。
耐磨材料
耐磨材料结课报告 浅谈高锰钢 摘要：本文对高锰钢的性能特点，铸造工艺，应用条件以及它的局限性和发展前景做了较为简单的介绍，尤其对高锰钢的现状和它的发展前景作了较为详细的描述，认为高锰钢还有较为广阔的发展前景。 一、高锰钢的定义 标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人Hadfield 于 1882年发明的。各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下： 二、高锰钢依其用途的不同可分为两大类：1 1、耐磨钢 这类钢含锰10%～15%，碳含量较高，一般为0.90%～1.50%，大部分在1．0%以上。其化学成分为(%)： C0．90～1．50Mn10.0～15．0 Si0．30～1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多，常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，
然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σs340～470MPa ζ15%～85% ψ15%～45% aKl96～294J/cm2 HBl80～225 高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。 2、无磁钢 这类钢含锰大于17%，碳含量一般均在1.0%以下，常在电机工业中用于制作护环等。这类钢的密度为7.87～7.98g/cm3。由于碳、锰含量均高，钢的导热能力差。导热系数为12.979W/(m·℃)，约为碳素钢的1/3。由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为1．003～1．03(H/m) 二、高锰钢的铸造工艺 在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。 1 、化学成分 高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75%－1.45%。受冲击大，碳含量低。锰含量在11.0%－14.0%之间，一般不应低于13%。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18%。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5%为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于0.07%。铬是提高抗磨性的，一般在2.0%左右。 2、炉料 入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个人士是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25%。那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。 3 、熔炼 这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒再金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。 钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。
常用材料零件--耐磨零件
耐磨零件材料概述 材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料 球磨机磨球材料 耐磨材料概述 高锰钢的耐磨性 典型耐磨零件用钢 耐磨件--犁壁 耐磨件--泥浆泵缸套 耐磨件--锤式粉碎机锤片 耐磨件--风扇磨煤机护勾、护 耐磨件--稻麦收割机光滑刃动刀 片 耐磨件--耙片 耐磨件--锄铲 耐磨件--稻麦收割机光滑刃定刀
甲 耐磨件--旋耕机刀片 耐磨件--甘蔗粉碎机切片 耐磨件--剪羊毛机刀片 耐磨件--切草机刀片 耐磨件--旋耕机齿轮 耐磨件--联合收割机链轮片 耐磨件--泥浆活塞杆 耐磨件--推土机铲运机铲刀 耐磨件--凿岩机 耐磨件--钻探机械钻具 耐磨件--犁铧 耐磨件--覆带板 国外工程机械耐磨件用钢及热处理 德国挖掘机斗齿 日本挖掘机斗齿 日本推土机、装载机、行走机构日本推土机、装载机、工作装置美国挖掘机斗齿 材料表面强化处理 材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外，还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性为主要目的的堆焊工艺。耐磨堆焊材料也就成为一类重要的金属耐磨材料。常用的耐磨堆焊材料有铁基合金、钴合金、镍合金等。耐磨堆焊材料的范围很广泛的。应该在耐磨性、对环境的适应能力和可焊性等几方面综合考虑正确选用堆焊材料。 耐磨材料概述 用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料，在恶劣工况条件下，不容易产生塑性失稳，而具有相当好的耐磨性；但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下，产生加工硬化效应，才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件，目前较广泛选用成本较低的非合金钢（碳素钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件，在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点，可提高使用寿命，但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好，成本低，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁，一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。 耐磨钢目前尚没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广，一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同，来合理选用钢种。
耐磨材料性能
耐磨材料的种类 一般而论: 1．铸石：铸石衬板是以天然岩石辉绿岩或玄武岩为主料，配以少量附加料，经高温熔化、浇铸成型、结晶退火而制成的一种晶粒细微致密的非金属耐磨材料，其物理、化学性能如下： 抗弯强度 600MPA 弯曲强度 65MPA 体积密度 2.9—3.0 g/m2 磨损度 0.09 铸石衬板是一种开发比较早的耐磨材料，技术已经过时甚至可以说是市场淘汰产品了，究其原因其耐磨性能远远小于碳化硅、氧化铝、氧化锆陶瓷，另外铸石衬板易碎、耐磨层厚等因素，设备沉重及堵料等问题也困绕其长期应用。但在当今防磨材料市场中铸石衬板仍占有一席之地，这与其价格低，施工方便，以及中国不成熟的市场是分不开的。 2．高分子衬板：高分子衬板所含类别比较多，具体包括高分子聚乙烯衬板、聚安脂衬板、含油尼龙衬板、稀土尼龙衬板、A3衬板等。其物理、化学性能如下： 拉伸强度 98-107MPA 弯曲强度 152-176MPA 体积密度 1.16-1.18 g/m2 摩擦系数 0.4—0.6 高分子衬板与铸石、碳化硅、氧化铝、氧化锆陶瓷抗磨损机理不同，高分子衬板主要是利用其低摩擦系数来自润滑减少相互间摩擦阻力，所以其硬度并不高，是典型的“以柔克刚”之原理。这类材料其主要成份是有机物，所以使用温度不能超过100℃，很大范围地限制了其应用。 3．高铬铸铁：在钢铁中添加C元素，其硬度就会增加，同时加入铬元素，使其硬度增加，45#碳钢硬度约为HB200。高铬铸铁广泛应用于矿山冲击比较大、磨损比较小的部位，同时许多球磨机磨球也是用高铬铸铁制造的。其组成成分如下： 碳和铬（C为3.1-3.6%，Cr量为20-25%） 镍（其作用是增加高铬铸铁的淬透性） 钨（其作用是细化晶粒，提高硬度，增加耐磨性） 稀土复合变质剂（0.2-0.5%） 4．锰钢合金（16mn） 是在高碳高锰钢中复合添加稀土钼或钒、钛等合金材料，通过弥散处理，获得固溶强化了的奥氏体基体上弥散分布着球形第二相耐磨质点的金相组织。其生产工艺简单，成本较低，材料来源丰富。是制造冶金、矿山、建筑、建材机械设备耐磨另件不错的材料。典型应用：破碎机腭。 5．氧化铝耐磨陶瓷 耐磨陶瓷采用100目以下的AL2O3同时添加多种耐磨材料的配方，100吨压机压、或等静压制成型，经1700℃高温烧结，具有密度大、硬度高、耐磨损等特点。一般而论耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的10倍，高铬铸铁的8倍。氧化铝耐磨陶瓷材料广泛用于火电厂磨煤及除灰系统，如粗、细粉旋风分离器、一次煤粉风管、弯头、烟道、排粉机蜗壳、球磨机出口、除灰排渣系统等；钢铁烧结厂的除尘管道、混合料仓、混合圆筒等；水泥厂的选粉机、溜槽、风机等；港口码头的卸船机、装船机、料斗上等多种工业设备上。 密度≥3.6g/cm3 莫氏硬度≥9
水泥工业用耐磨材料的选择与应用
水泥工业用耐磨材料的选择与应用 作者：合肥水泥研究设计院??鲁幼勤? 在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。 一、铸造耐磨材料 用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。 第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件。 第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。 第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。 1. 高锰钢系列耐磨材料 在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（~ %Mn）。 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93 表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）
日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%) 中国标准《高锰钢铸件》GB/T5680-1998 表3 中国高锰钢化学成分(%) 超高锰钢 为保证厚大铸件的中心部位全为奥氏体，锰含量提高到18%，同时加入Cr、Mo、Ni 等元素，提高屈服强度和初始硬度，从而具有足够的韧性及优异的加工硬化能力，主要用于制作90kg以上大锤头。成分性能见表4。 表4 超高锰钢化学成分及机械性能
水泥工业用耐磨材料的选择与应用
水泥工业用耐磨材料的选择与应用 作者：水泥研究鲁幼勤 在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。 一、铸造耐磨材料 用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。 第一代耐磨材料------高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破外锥等易损件。 第二代耐磨材料------镍硬铸铁。优点：硬度高，耐磨性好。缺点：脆性较大，应用围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。 第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用围更广。 1. 高锰钢系列耐磨材料 在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0 %Mn）。 1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93 表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）
1.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%) 1.3 中国标准《高锰钢铸件》GB/T5680-1998 表3 中国高锰钢化学成分(%)
耐磨材料的现状与发展
耐磨材料的现状与发展 -------------------------------------------------------------------------------- 作者：- 作者：周平安单位：中国机械工程学会磨损失效分析及抗磨技术专业委员会 1耐磨材料的发展状况 耐磨材料在建材、火力发电和冶金矿山等工业领域的整个能量和经济成本消耗中占有相当大的比重。在矿物、水泥和煤粉等原材料的生产过程中都会因机器设备和零件的磨损而必须更换。因此，系统研究和不断开发新的耐磨材料和抗磨技术具有很大的实际意义。表1列出了在建材工业中主要的消耗工序及其典型易损件。 研究降低材料消耗和提高零件使用寿命是从事设备制造、加工和现场工作人员的长期而艰巨的任务。从学科领域看，它涉及到机械可靠性设计、制造、失效分析、摩擦学、材料科学、系统工程和表面工程等许多分支。而且，很多实际问题常常需要根据设备的使用工况、零件的结构设计、材料选择和应用等问题作为一个系统工程来综合考虑。 目前，耐磨件的生产主要还是采用铸造工艺。我国铸件2003年的总产量是1 800多万吨，占世界第一，其次是美国和日本。耐磨备件总的消耗量为200万t/a占铸件总生产量9％。其中，球磨机研磨过程中的磨球和衬板消耗量分别为55％和ll％…。我国耐磨铸件生产企业的起源大多是由大型企业的专业机械厂、各行业的机械修造厂和民营铸造厂转化而来的。现今，耐磨铸件企业的数量估计有800～1 000个。其中年产万吨以上耐磨件的大、中型企业不到lO％。图1为我国耐磨铸件的类别、消耗量及所占比例。 1磨球，110万t，55％ 2衬板，22万t，11％ 3破碎机锤头等，20万t，l O％ 4铲齿，1 0万t，5％ 5履带板等，lO万t，5％ 6轧辊等，l O万t，5％ 7其它，1 8万t，9％ 人们对耐磨材料的系统研究已经有一百多年的历史。从高锰钢、合金钢、镍硬铸铁、各种白口铸铁及高铬铸铁等不同类型的耐磨材料，都经历了研究、发展以及生产工艺不断完善和发展的基本过程。国外这些研究和应用大多是在20世纪60年代以前完成的。像球磨机磨球、衬板这样一些消耗量极大的易损件，目前已经由一些跨国公司采用较为成熟的工艺和材料进行集中批量生产，他们把较多的精力放在制造工艺和设备的完善和标准化方面，采用了比较先进和现代化的生产设备和质量控制手段，产量大，生产效率高，质量比较稳定，制造成本也大大降低。例如，比利时的马格托公司(：Magotteaux Co．)目前年产35万t铬合金耐磨备件，生产总值达3．1 3亿欧元；再如美国的原GST钢铁公司(现由Smoogan’sSteel Grinding Systemstl收购)曾经年产锻钢球达60万t。这些大公司控制了国际上一些大型矿山和水泥工业备件的主要市场。
铸造常用耐磨材料的优缺点及选用
铸造常用耐磨材料的优缺点及选用 1高锰钢 高锰钢的优点，韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点，易塑性变形，在弱冲击条件下不耐磨。 冲击磨料磨损在较低的冲击功（1J）下，120Mn13Cr2钢耐磨性高于120Mn18Cr2钢，锰含量的增加并不能有效提高材料的耐磨性；在较高冲击功（5J）以上，120Mn18Cr2钢的耐磨性高于120Mn13Cr2钢。随着合金中锰含量的增加，材料耐磨性增强，且随着冲击功的增加，锰对提高材料耐磨性作用明显。 普通高锰钢适宜制造大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板，颚式破碎机鄂板，圆锥破碎机内外锥等。如ZGMn13Cr2，主要用于破碎机中小锤头。 超高锰钢适宜制造厚大断面高锰钢工件，大型破碎机锤头、板锤等，这些铸件使用普通高锰钢心部常常出现碳化物而降低其使用性能，寒冷条件下使用出现脆断现象。如ZGMn17Cr2，主要用于90Kg 以上的大锤头，厚鄂板。 中锰钢，在磨损冲击较小的情况下，耐磨性优于高锰钢，但中锰钢在铸造和热处理过程中易产生裂纹，使铸件成品率很低，且安全可靠性较差。 2合金钢 合金钢有低碳中合金钢、中碳低合金钢、中碳中合金钢，其化学成分、热处理工艺可在很大范围内变化，最终产品机械性能差距很大，
硬度HRC40-60，冲击韧性10-100J/cm2，可根据易损件的应用工况条件分析其主要磨损机制，优化和选择合金的化学成分和综合机械性能，达到经济合理的选用。 在无冲击或低冲击工况可采用尽可能高硬度的低合金材料，在较大冲击的工况下，必须兼顾材料的塑韧性，不宜采用硬度很高的低合金材料。 中碳低合金钢的优点：合金量少，生产成本低，依靠水淬或油淬提高硬度，满足耐磨件的寿命。如ZG30CrMnSi。 中碳中合金钢的优点：中等的合金含量使基体组织得到固溶强化，且有弥散碳化物，热处理工艺简单且稳定，综合机械性能较佳，与中碳低合金钢相比，既使硬度相同，耐磨性也明显增高，但生产成本偏高。如ZG35Cr4Mo。 低碳高合金钢的优点：低碳高合金钢的化学成分配合恰当的热处理工艺可获得非常高的韧性和较高的硬度，对冲击负荷较大、结构复杂的耐磨件具有绝对的优势。缺点是生产成本高。 3耐磨白口铸铁系列 该系列有高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、镍硬铸铁等。总体优点：耐磨性最好。 高铬铸铁（Cr14%-30%)，耐磨性最好，应用范围最广，如中小型磨机衬板，铸球和铸段。小型破碎机锤头和板锤。如BTMCr20用于细破碎机锤头、复合锤头，BTMCr26用于复合锤头。缺点是，韧性较差，不适用于较大冲击磨损的工况。
耐磨材料选用地面硬化剂材料
耐磨材料选用地面硬化剂材料,该材料由非金属矿物骨料、金属矿物骨料和特殊添加剂组成。耐磨地坪具有表面硬度高、 密度大、耐磨、不生灰尘、不易剥离、经济、适用、范围广等优点。整体性耐磨地坪摒弃了传统的混凝土基层与面层分开施工 的做法，从而消除了因基层与面层结合不良而导致裂缝和空鼓的质量通病，简化了工序，缩短了施工周期，节约人工费用， 在工厂、仓库、跑道、码头等工程中得到越来越广泛的应用。 一、耐磨材料 硬化剂材料分骨料和胶结物两种成分。骨料为砂状，平均粒径1.5mm，约占总量60%；胶结物为经处理的高标号水泥， 除采用水泥本色外，还有红、黄、绿、灰等多种色彩可供选择。 硬化剂骨料成分为天然矿石。系不生锈的非金属性骨料，硬度在莫氏8度以上。除天然矿石骨料外，其他水泥、色料等 重量不超过总重量的25%。耐磨材料用量根据材料说明书和设计要求确定 二、施工机具 除使用随捣随抹混凝土地面的常规机具处，另准备以下机具。 (1)泌水工具：橡皮管或真空吸水设备。 (2)平整出浆工具：中间灌砂的Ф150钢管，长度大于地模宽度500mm以上，两端设可转动拉环。 (3)墁光机：加拿大生产，底盘为四叶钢片，可通过调整钢片角度（用于较软面层时角度小，用于较硬面层时角度大） 压光地面面层。 (4)平底胶鞋：混凝土初凝后使用；防水纸质鞋或防水纸袋；面层叶片压光使用。 三、施工组织 以500m2/d为准，除浇倒地面混凝土常规配备的人员外，还需配备以下施工人员：混凝土整平3人，耐磨材料运输2人，耐磨材料撒布3人，墁光机施工3人，镘刀修平3人。依以上标准, 连续不间断施工,6～7台抹光机及配备相应的人员，可完成2000m2/d 。 四、施工准备 （1）地坪下砂石垫层用压路机压实。 （2）按设计标高设置模板（钢模板或槽钢），用水准仪随时检测模板标高，对偏差处用楔性块调整。 （3）据规范要求，按纵横轴线分仓分格缝。 （4）混凝土所用碎石最大粒径≤30mm，水灰比和坍落度应尽可能小。 （5）混凝土标号不低于25号，现场塌落度在75－100毫米之间。 五、工艺流程
机械设计中耐磨损材料的选择与使用
机械设计中耐磨损材料的选择与使用 摘要在机械设计过程中，对所用材料进行选择时需要对其经济价值、耐磨性、硬度等条件进行充分考虑，同时对恰当材料进行选用可以为机械的安全性与工作的高效性提供确切保障，避免机械出现故障而引起相应的安全问题。本文对机械设计中耐磨材料的选择意义与分类进行分析，并对机械设计中耐磨材料选用的注意事项以及选择、应用进行探讨，望有效提升机械设计的安全性与使用性能。 关键词机械设计；耐磨损材料；选择；使用 1 机械设计中材料选择的意义 在机械设计过程中，通常会因为材料选择的不恰当，而使产品有效期明显缩短，所以怎样对相应材料进行恰当选择有着十分重要的作用。为满足消费者的相应需求，提升其消费水平，机械设计行业对新型的材料选择方式进行了研究，在满足机械设计经济性与实用性要求的同时，还要满足行业的可持续发展要求，这样可以对有限资源进行充的利用，有效促进机械设计的良好发展。 2 注意事项 2.1 经济与适用性理念 在机械设计过程中，对相应材料进行选择时需要坚持经济性与适用性理念，同时还需要注意以机械设计、制作要求为依据，对相应焊接、铸造、切削等工艺制定有效的使用要求。对制造工艺的效果进行判断时，可以对其偏折性、流动性等方面制定相应要求；在锻造工艺中需要材料能够锻后冷却，并且具备可锻性、冲压性等；焊接工艺中对焊接接头与零件所具备的使用性有着较高要求。只有所选择的材料满足零件要求，才能够加工出符合标准的零件，并以此为基础，制造出更好的机械设备。 2.2 绿色环保 在开展机械设计过程中注重采用绿色环保方式，这样不仅可以为生态环境的可持续发展贡献力量，而且可以最大限度地降低原材料的投入成本，以有效降低对能源的消耗。此外，对新型空间进行有效研究，也可以对生态环境进行保护，使机械设计更好地满足环保要求[1]。 2.3 可持续发展理念 对机械设计的耐磨性材料进行选择与使用过程中需要遵从可持续发展原则，因为只有这样才能够对机械设计与所用材料进行有效整合，并且能够对材料潜能进行充分挖掘。在降低机械设计材料所用成本的同时可以促进机械设计行业的更好发展，使其走上可持续发展道路。
材料的硬度与耐磨性的关系
材料的硬度与耐磨性的 关系 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
材料的硬度与耐磨性的关系 耐磨性是指抵抗摩擦作用的能力影响，这种能力的因素不仅取决于钢的成分、组织和性能如硬度碳化物特性、数量、形状与分布还与使用条件和拉伸工艺密切相关如：线材表面粘有大量的灰层沙粒。 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。 不考虑其他因素的情况下硬度越高耐磨性也就好,铸铁的耐磨性好是因为灰铸铁内含有片状石墨的,我们知道石墨具有润滑性能.所以铸铁虽然硬度低但是耐磨性好就是因为石墨的减磨.还有就是表面的光洁度,表面光洁度越高,摩擦越小，相对来说同种材料根据表面处理不同,硬度跟耐磨性是成正比的. 材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 但是耐磨性最好的材料不一定硬度高.最常用的耐磨材料比如铸铁硬度就不高,发动机的凸轮轴就常用铸铁.更典型的还有滑动轴承里的耐磨层是巴氏合金硬度也不高.还有蜗杆蜗轮减速器里为了增强耐磨性,一般用硬度低青铜合金做蜗轮.
耐磨,要求的是嵌入性和摩擦顺应性.就是材料磨过后能最快的形成两摩擦面的凹凸相配合的磨擦面.如果单纯追求表面硬度.过硬的材料不容易磨合.反而会降低摩擦面的耐磨性. 根据磨损的机理：如果是切入式磨损，则提高表面硬度可以较好的提高耐磨性；而如果是冲击性磨损，则提高的效果会差一些。 高锰钢大家应该很熟悉，有很好的抗冲击耐磨性。韧性好的奥氏体，在冲击时发生强烈的加工硬化，提高表面硬度，达到硬度和韧性的很好结合，耐磨效果很好。 如果材料中含有如石墨、六方氮化硼、硫化铁等具有片层状结构的物质，在摩擦中这些物质起固体润滑剂的作用，可以提高耐磨性。常见的铸铁，飞机发动机里的封严涂层等。 塑料与金属对磨时，塑料有很好的适应性，而且还可在金属表面形成薄薄的一层转移膜，改善耐磨性能。往复式压缩机的采用PEEK阀片代替金属阀片，就是一个很好的例子。 巴氏合金则是有油润化条件下的一个非常经典的合金。它的结构是硬质点分布在软相上，摩擦中，硬质点起支持作用，软相被稍微多磨掉一些，形成的空隙正好容纳润滑油，改善润滑条件。 硬度高不等于耐磨性好。硬度高耐磨好，作为一个经验性的初步判断，还是有用的。如果在相同的条件下（相同的磨擦系数、成分、组织、环境条件等等），硬度和耐磨性存在非线性的正比关系。
机械设计中耐磨损材料的选择与使用
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0e16370355.html, 机械设计中耐磨损材料的选择与使用 作者：孙超 来源：《科学与信息化》2018年第15期 摘要在机械设计过程中，对所用材料进行选择时需要对其经济价值、耐磨性、硬度等条件进行充分考虑，同时对恰当材料进行选用可以为机械的安全性与工作的高效性提供确切保障，避免机械出现故障而引起相应的安全问题。本文对机械设计中耐磨材料的选择意义与分类进行分析，并对机械设计中耐磨材料选用的注意事项以及选择、应用进行探讨，望有效提升机械设计的安全性与使用性能。 关键词机械设计；耐磨损材料；选择；使用 1 机械设计中材料选择的意义 在机械设计过程中，通常会因为材料选择的不恰当，而使产品有效期明显缩短，所以怎样对相应材料进行恰当选择有着十分重要的作用。为满足消费者的相应需求，提升其消费水平，机械设计行业对新型的材料选择方式进行了研究，在满足机械设计经济性与实用性要求的同时，还要满足行业的可持续发展要求，这样可以对有限资源进行充的利用，有效促进机械设计的良好发展。 2 注意事项 2.1 经济与适用性理念 在机械设计过程中，对相应材料进行选择时需要坚持经济性与适用性理念，同时还需要注意以机械设计、制作要求为依据，对相应焊接、铸造、切削等工艺制定有效的使用要求。对制造工艺的效果进行判断时，可以对其偏折性、流动性等方面制定相应要求；在锻造工艺中需要材料能够锻后冷却，并且具备可锻性、冲压性等；焊接工艺中对焊接接头与零件所具备的使用性有着较高要求。只有所选择的材料满足零件要求，才能够加工出符合标准的零件，并以此为基础，制造出更好的机械设备。 2.2 绿色环保 在开展机械设计过程中注重采用绿色环保方式，这样不仅可以为生态环境的可持续发展贡献力量，而且可以最大限度地降低原材料的投入成本，以有效降低对能源的消耗。此外，对新型空间进行有效研究，也可以对生态环境进行保护，使机械设计更好地满足环保要求[1]。 2.3 可持续发展理念
矿山耐磨材料：应有选择性使用正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 矿山耐磨材料：应有选择 性使用正式版
矿山耐磨材料：应有选择性使用正式 版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 材料越硬越耐磨吗？实际上，盲目地追求硬度并不一定能取得理想的效果，反而会使成本大幅度提高，造成浪费。 据悉，高铬铸铁在接近90°角冲蚀磨损时其耐磨性还不如20号钢，因此在大角度冲蚀磨损时，就不应选择这类脆性较高的材料。相反，在小角度或滑动磨损工况下，高铬铸铁远比20号钢要耐磨的多。 在有强冲击作用，要求耐磨机件有相当高的韧性，以避免机件破裂的场合，锤用硬质合金和增韧氧化锆(Y2O3+ZrO2)是一个很好的选择。若破碎机颚板破碎岩石，
挖掘机挖取堆积石块等，则采用高锰钢铸件或表面淬硬的低合金钢铸件。 在用于高应力磨料磨损和冲击作用不太强的碰撞磨损条件的耐磨件，大都采用高铬铸铁。如碎矿辊、锤式破碎机锤头、球磨机衬板等。破碎机的护板、输送机的壳体、叶片、斗等应用碳化铬复合材料（Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）效果更好。 高锰钢韧性有余而耐磨性不足；各类合金白口铸件硬度高、耐磨性好，但韧性较差，安全可靠性低；中低合金耐磨钢介于前两者之间，奥贝球铁目前缺少普遍的应用，有待进一步的认识。 专家指出，耐磨材料何时何地如何应
管道用耐磨材料的比较
管道用耐磨防腐材料的比较 埋地管道外壁防腐层的种类较多。50年代以前，国外地下长输管道主要采用石油沥青和煤焦油沥青作外防腐蚀材料，在防腐预制厂或现场涂敷施工。60年代，研制出了一些性能很好的塑料防腐材料，例如粘胶带，热塑涂层，粉末融结涂层等。70年代以来，由于管道施工遇到一些严酷的自然环境，对防腐层性能提出了更严格的要求，因此，在管道防腐材料的研究中，都大力发展复合材料或复合结构，强调防腐层要具有良好的介电性能、物理性能，稳定的化学性能和较宽的温度适应性能，以达到防腐、绝缘、保温、增加强度等多种功能，陆续发展形成了聚烯烃、环氧粉末、环氧树脂等防腐材料系列。 常用的外防腐材料： （1）聚乙烯包覆层 将聚乙烯塑料热挤塑在表面经过处理的管道表面，形成紧密粘结在管壁上的连续的硬质塑料外壳，俗称"夹克"。由于其具有防腐性能好、机械强度高、原材料费用低、适用温度范围广等优点，在国内各油田都试用过。对于小口径管道有成功的经验，但对于大口径的管径容易出现"夹克开裂"的问题，也使聚乙烯包覆层的应用受到限制。解决问题的方法一般是采用聚乙烯热收缩套(带、片) 补口。 （2）环氧粉末涂层 环氧粉末涂层是将严格清理过的管子预热至一定温度，再把环氧粉末喷在管子上，利用管壁热量将粉末融化、冷却后形成均匀、连续、坚固的防腐薄膜。热固性环氧粉末涂层由于它的优异性能，特别适用于严酷苛刻环境，如高盐、高碱的土壤，高含盐分的海水和酷热的沙漠地带。环氧粉末涂层喷涂方法由60年代静电喷涂研究成功到现在，已形成了完整的喷涂工艺，正向着高度自动化方向发展，近几年来，国内的长输管线已有部分使用环氧粉末涂层进行防腐。