球磨机耐磨材料的选用
球(管)磨机金属耐磨材料的选择
宁国刘旭云供稿（工程师业务经理139********）
1．1粗磨仓衬板磨损机理及耐磨材料的选择粗磨仓入磨料度为15mm～25mm，研磨体平均球径φ75mm左右，最大球径φ90mm-lOOmm。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，挤压切削为辅。
粗磨仓衬板要求材料有足够韧性，受切削磨损要求材料具有高硬度。根据磨损原理，材料硬度(Hm)应为物料硬度(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HRC49-54。所以衬板材料硬度应在HRC50以上才耐磨。由于受高应力冲击凿削，冲击韧性ak≥10J每平方厘米才能不开裂，满足使用要求。
因此粗磨仓衬板应选择中碳中铬合金钢及其类似合金钢材料，硬度HRC48～55，冲击韧性akl5-20J每平方厘米，使用寿命可达2-3年。对于单螺孔衬板及沟槽衬板可参照相关标准选择高
铬铸铁，使用寿命可达4-6年。对于φ3m以上的大型磨机衬板，应选择高韧性高铬铸铁，硬度HRC58-62，冲击韧性ak8-12J每平方厘米，使用寿命可达6-10年。
1．2细磨仓村板磨损机理及耐磨材料的选择通过隔仓板进入到细磨仓的物料已变细，尖角变钝，细磨仓里的球或段直径仅为φ15mm～60mm，冲击力小，因此细磨仓衬板磨损机理是球的应力切削磨损。
细磨仓衬板可以选择硬度高、韧性低的耐磨材料。如高碳合金钢，高、中、低铬铸铁，抗磨球墨铸铁等材料，硬度HRC>50，冲击韧性ak4-6J 每平方厘米均可使用。
磨机衬板不宜选择高锰钢。对粗磨仓而言，因为高锰钢的屈服强度低，易产生塑性变形，尺寸长的衬板会发生凸起变形，钢球的冲击也不能充分产生加工硬化，因此不耐磨。细磨仓衬板承受的冲击力更小，高锰钢的耐磨性更不能得到发挥。
1．3磨头端衬板、隔仓板、出科篦板耐磨材料的选择
(1)磨头端衬板磨损机理及耐磨材料的选择
磨头端村板在粗磨仓进料端，物料粒度大，研磨体平均球径大，受磨球和物料的侧冲击力大，是以高应力冲击凿削磨损为主、切削冲刷为辅的磨损机理。因此磨头端衬板应选择韧性高耐冲击、硬度高抗切削的材料。以前采用高锰钢，由于所受冲击不足以充分使其产生加工硬化，硬度仅能达到HB350左右，受物料切削冲刷磨损严重，使用寿命低。如果选择中碳多元合金钢衬板，硬度HRC46-50，冲击韧性akl5J每平方厘米，使用寿命可比高锰钢提高一倍。
φ3．Om以上大型磨机磨头端衬板在径向上分2-4块，可选择高铬铸钢，高铬铸铁类耐磨材料，使用寿命可比高锰钢高3-4倍。
以高锰钢为例，对磨头端衬板磨损失效分析发现，磨头端衬板不同部位磨损情况不同。通过测定残体硬度，可将磨头端衬板磨损情况分4个区，如图1。
图中(A)、(B)大端由于磨球和物料降落时相对滑动产生切削，该部分受冲击较小，残体硬度仅HS53．5，为切削磨损。(C)、(D)小端受磨球和物料侧冲击力大，残体硬度达HS60以上，是以高应力冲击凿削磨损为主。对于分块制造的磨头
端衬板，内、中圈端衬板宜选择韧性高的材料(如合金钢)，外圈端衬板宜选择硬度高的材料(如高铬铸铁)，满足不同的磨损需要。
(2)隔仓板磨损机理及耐磨材料的选择
粗磨仓粉磨达到一定粒度的物料是通过隔仓板篦缝到细磨仓的。物料对隔仓板蓖缝进行挤压冲刷磨损，球和物料对隔仓板进行测冲击凿削磨损，并且隔仓板为悬臂梁式安装，受力情况恶劣。因此要求材料韧性要好，冲击韧性ak≥25J 每平方厘米，硬度HRC45-50。
高锰钢韧性好，但硬度低，不耐磨，并且易产生塑性变形，堵塞蓖缝，影响生产效率。
因此隔仓板应选择中碳中铬多元合金钢及类似合金钢材料。φ3．0m以上大型磨机隔仓板是分块制作的，可选择高铬铸钢、高韧性高铬铸铁类耐磨材料，使用寿命可比高锰钢提高2-3倍。
(3)出料篦板磨损机理及耐磨材料的选择
出料蓖板在磨机的出口，主要受小球或钢段的挤压切削磨损。因此以硬度为主选择材料，可选择各类高碳合金钢、高韧性抗磨球墨铸铁等。硬度HRC50-55，冲击韧性ak8-10J每平方厘米，
即可满足使用要求。
新型耐磨材料－Cr-Ti多元合金钢衬板，冲击韧性65-136J每平方厘米，硬度HRC52-58，主要技术指标达到国外同类产品水平，其技术性能满足φ3．8m以上大型球磨机粗磨仓、细磨仓、磨头端衬板，隔仓板、出科蓖板工况条件的要求，应用范围广，寿命比高锰钢提高2-4倍，是替代高铬铸铁和传统中合金衬板的理想材料。
1．4研磨介质（磨球)耐磨材料的选择
我国建材行业1994年制定了JC／T535-94“建材工业用铬合金铸造磨球”标准。在此基础上又颁布了国家标准GB／T17445-1998“铸造磨球”。其中规定的品种有高铬球、中铬球，低铬球、贝氏体球墨铸铁球的化学成分、机械性能、铸球规格和检验方法等。
质量好的磨球应具有下列性能：
(a)耐磨性：对切削磨损、变形磨损和疲劳剥落磨损有足够的耐磨性；对切削磨损要求有高硬度；对变形磨损和疲劳磨损要求有高的应变疲劳、接触疲劳和冲击疲劳寿命；
(b)良好的冲击韧性：在反复冲击磨损条件下，有高的抗冲击性能，不破碎；
(c)高的淬透性：保证φ100mm大球整体腐损均匀，不失圆；
(d)优良的冶金质量：按规定的标准成分生产，不得有夹渣、夹砂等铸造缺陷。
具体的说，磨机粗磨仓应选择高铬球，细磨仓可选择低铬球。对湿法磨而言，应选择低铬球或锻造钢球，因为在有腐蚀的情况下，高铬球的耐磨性得不到充分体现。从耐磨性考虑，应该选择用金属模具生产的铸球。