耐磨材料是新材料领域的核心,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,在全球新材料研究领域中,耐磨材料约占 85 % 。
随着信息社会的到来,特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为世界各国新材料领域研究发展的 ,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
耐磨材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。耐磨材料按使用性能分,可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏(智能)材料。
鉴于耐磨材料的重要地位,世界各国均十分重视耐磨材料技术的研究。各国都非常强调耐磨材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。
下面来分析下应用于矿山行业的耐磨材料设计的问题。
耐磨材料设计的四个必备知识
1、被磨蚀对象
被磨蚀对象―即与磨蚀物接触并与之发生相对运动各类设备的部件。水泥厂设备种类繁多,既有设备制造厂按照国家或企业制订的相应设备标准加工制造的标准设备,也有包括各种管道,料仓,溜子等根据工艺布置形式单独设计加工制造,现场制作的非标准设备。
设备部件按其运动状态可分为有部件运动的设备和无部件运动的设备,有部件运动的设备简称为动态设备,无部件运动的设备简称为静态设备,部件运动的形式有直线运动和圆周运动等。
设备部件按其是否采用金属耐磨材料分为耐磨部件和非耐磨部件,故耐磨材料的选择可分为耐磨部件本身金属耐磨材料的选择和非耐磨部件耐磨保护层耐磨材料的选择两大类。
2、磨蚀物
磨蚀物系指各种设备所处理,输送的颗粒状或粉状物料。水泥厂所涉及的磨蚀物有石灰石,粘土,砂岩,铁矿石,铁粉,铝矾土,水泥熟料,各类混合材,石膏及水泥等等,这些磨蚀物的按物理形状分为颗粒状和粉状磨蚀物。
3、耐磨材料
耐磨材料按生产工艺,用途和物理性质的不同,具有不同的分类方法。耐磨材料按材料本身的性质分主要有金属耐磨材料,陶瓷耐磨材料,高分子耐磨材料,复合耐磨材料等。
金属耐磨材料大多应用于动态设备本身的运动部件以及内部磨损严重的部位,即被磨蚀对象本身,以降低被磨蚀对象的磨损。如:磨机衬板,钢球,破碎机锤头,板锤,颚板,磨辊,磨盘,辊子及篦冷机篦板等。水泥设备常采用的金属耐磨材料有高铬铸铁,高锰钢,含有碳化钨,碳化铬,碳化钛等合金钢。陶瓷耐磨材料按应用时的外观形态可分为定型和不定型耐磨陶瓷材料。
陶瓷耐磨材料,高分子耐磨材料,复合耐磨材料等一般应用于静态设备内部磨损严重的部位,即在被磨蚀对象与磨蚀物之间隔以上述耐磨材料,以降低磨蚀物对被磨蚀对象的磨损。
4、磨蚀环境
磨蚀环境系指被磨蚀对象,耐磨材料与磨蚀物之间的接触方式,相对运动状态,相互作用关系,其共容的空腔及其内的温度,湿度。
作为二级或三级破碎的反击式破碎机,在破碎硬物料时基主要抗磨零件板锤采用高铬铸铁制造,我国的高铬铸铁标准(抗磨白口铸铁标准)适用于小型零件。对大型零件(如几百千克的板锤)的质量控制标准不齐全,主机制造商并不制造耐磨材料,因此板锤等耐磨零件质量易失控。更何况不少铸件生产企业缺乏必要的质量控制条件,因此,同一工况条件下,国内外的易损件使用寿命往往相差1 。
国际上专业的立轴冲击式破碎机制造商已普遍采用陶瓷制作耐磨零件,而不仅仅是硬质合金(碳化钨)和高铬铸铁。陶瓷材料不但可耐较高的温度,而且有特别好的抗腐蚀性,因而在带有相当温度的物料高速冲击时耐磨性能良好。国内的立轴冲击式破碎机目前采用硬质合金和高铬铸铁材料,质量不稳定,易腐蚀和磨损,且易被金属件击碎,由于砂石场使用的破碎机国内外产品差距明显,故国内 市场,如规模较大的砂石场仍是进口的设备占多数。
同国外耐磨材料相比我们仍然相对落后,所以今后在耐磨材料上我们仍需努力追赶。
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