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风机耐磨材料的选择和对比试验

2019-4-1 6:22:40点击:

  北京耐默公司根据实际应用技术工程师分析得出以下结论:

1、在解决排粉风机的磨损问题时,应选择高硬度、高弹性模量、高断裂韧性的材料做耐磨材料。

2、在实践中应考虑到“冲击角度不同对材料产生的磨损机制也不同”这个特点,以充分发挥材料的耐磨性能。

耐磨钢板制作风机叶片
图(1)KN60耐磨钢板制作风机叶片

  然而,在现实中完全符合要求的材料很少 高硬度、高弹性模量、高断裂韧性这三个材料性能指标其实是互相排斥,不可并存的。相对来说,粉末冶金硬质合金、钢结硬质合金、特种陶瓷这几类材料的硬度较高,其他某个方面的性能也与要求相近。为此,经选择采用几种材料进行磨损试验。

耐磨陶瓷风机

图(2)耐磨陶瓷制作风机叶片

  试验装置为改制的圆盘摩擦试验机,将被试验材料固定在支架上,用硬度较高的氧化镁砖作磨料,调整支架与氧化镁砖的相对高度,使得在圆盘转动时被试材料与磨料产生冲击接触,圆盘转速根据风机内部气流速度50M/S-60M/S换算后设定,用感量为万分之一克的光学天平来称量磨损失重。试验结果如下:

1:磨损试验结果

材料

名称

供料

状态

方 式

显微

组织

硬度Hv

(试验前)

相对失重

(与20相比)

1

20#钢

热轧

920℃正火

铁素体+珠光体

140~150

1

2

45#钢

热轧

850℃水淬+600℃回火1小时

回火索氏体

270~280

0.938

3

Mn13

铸造

1050℃水冷

奥氏体

200~220

0.928

4

5CrMnMo

锻造

850℃水淬+600℃回火1小时

回火索氏体

315~325

0.912

5

高铬

GCr15

840℃油淬

+200℃回火1小时

回火马氏体

+粒状碳化物

690

~720

0.903

6

KN60耐磨钢板

合金

10mm厚度

马氏体+碳化铬合金

1015

0.700

7

TM52

钢结

1050℃保温10分钟水淬

奥氏体+碳化物

830

0.843

8

ZG30MnSiTi

铸造

950℃淬火

板条马氏体

540~660

0.899

9

95Al2O3%陶瓷

热压注

1700℃烧结

Al2O3晶粒+玻璃相

2000

0.630

  从试验结果来看,氧化铝陶瓷的磨损量最低,且来源广泛,价格较便宜,最适合使用要求。事实上,用氧化铝陶瓷作耐磨材料在国内外均已有应用,但用于排粉风机的耐磨却未有报道。究其原因,可能是因为其难于和金属联结,尤其是在较高温度(120~200℃)下,在高速运转的排粉风机叶轮转子上使用更为不易。普通有机胶粘剂的长期工作温度只限于120℃以下,否则将会老化失效。同时陶瓷的脆性较大,即断裂韧性指标较低,对高速冲击磨损中的“赫兹断裂”磨损反应强烈。为此,应当研制出合适的胶粘剂和断裂韧性指标较高的陶瓷材料。

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