宋文付 涂仁喜

摘 要：目前我國對鋼鐵材料的需求量越來越大，以鋼鐵為材料的工業(yè)發(fā)展較為迅速，但是鋼鐵是以鐵礦石為原材料的，所以對鋼鐵的需要也就轉(zhuǎn)變?yōu)榱藢﹁F礦石的需要，因此越來越多的礦產(chǎn)被開采使用，人們開采鐵礦石的難度也與日俱增，為了獲得更好的鐵礦石材料滿足生產(chǎn)，首先要準(zhǔn)備好礦山開采的機械設(shè)備，還要與時俱進對機械設(shè)備的鑄造工藝進行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：礦山;機械設(shè)備;鑄件鑄造;工藝

鐵礦業(yè)的發(fā)展需要鐵礦石作為原料支持，為了獲得更多、更好的鐵礦石，人們轉(zhuǎn)向了對礦山機械設(shè)備的研究，致力于推動鑄件鑄造工藝想更好的水平提升。一般情況下，礦山機械設(shè)備的鑄件用到最多的就是碳鋼或錳鋼，因為礦山機械設(shè)備必須要有持久性和耐磨性，所以在鑄造工程中最好把錳鋼、碳鋼的耐磨性提至最高，只有這樣才能為礦山開采提供更好的機械設(shè)備，才能優(yōu)化礦山機械設(shè)備鑄件鑄造工藝。本文將對礦山機械設(shè)備的材料類型和鑄造工藝進行分析，希望在此方面可以起到綿薄之力。

1礦山機械設(shè)備鑄件耐磨材料類型

1.1耐磨白口鑄鐵

在礦山機械設(shè)備的鑄件材料中應(yīng)用最普遍的就是耐磨白口鑄鐵，其中鉻系白口鑄鐵的使用率最高、高鉻系白口鑄鐵的制作工藝和技術(shù)最為優(yōu)秀。到目前為止，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又把低鉻耐磨鑄鐵和鉻硅耐磨鑄鐵這兩種材料拉入了礦山鑄件中，但不得不說，無論是在硬度還是在耐磨性上，這兩種材料都是遠超于高鉻系白口鑄鐵的，而且材料生產(chǎn)方便、成本造價低、使用率高，所以這兩種材料基本用于磨球、磨段的制造，但是在礦山機械設(shè)備鑄件鑄造的其他領(lǐng)域也有這些材料的使用，其生產(chǎn)和發(fā)展的前景較好。礦山開采需要多次進行擊打和切割，所以對機械設(shè)備中材料使用的耐磨性要求非常高，還要保證機器工作過程中的磨球不會裂開，這是對礦山機械設(shè)備鑄件整體性工藝的要求，從當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)和制造業(yè)發(fā)展的實際水平來看，鑄件鑄造想要達到這些要求是沒有很大難度的，而且不久后我們就可以實現(xiàn)完全的自動化生產(chǎn)發(fā)展。

1.2非錳系列耐磨合金鋼

隨著科技與經(jīng)濟的發(fā)展進步，鐵礦開采已經(jīng)有足夠的資金和技術(shù)支持實現(xiàn)更高級的鑄件鑄造，礦山機械設(shè)備的使用性能也在不斷提升，在機械設(shè)備鑄件鑄造的材料使用上又添加了非錳系列耐磨合金鋼。相比較高錳鋼來說，非錳系列耐磨合金鋼的使用時間較長，使用期間完全不需要擔(dān)心斷裂、破損等問題，用非錳系列耐磨合金鋼制造的球磨機，它的使用率和使用時間相比其他材料提升的非一點半點。但是這種材料的工藝處理并不容易，因為一些限制性因素，需要對非錳系列耐磨合金鋼的制造進行優(yōu)化，在關(guān)注利用率和使用壽命的同時，還需要提高它的硬度和耐磨性，盡最大努力實現(xiàn)綜合最佳效果。

1.3奧氏體耐磨錳鋼

奧氏體耐磨錳鋼因其韌性和硬度較強，所以也經(jīng)常被用在礦山開采中，礦山機械設(shè)備的鑄件大部分都用到了奧氏體耐磨錳鋼，比如鄂破機牙板、圓錐式破碎機等，以上這些對于材料的要求是韌性、硬度、耐磨性、實用性，奧氏體耐磨錳鋼完全符合這些特性，由此可見，在礦山機械設(shè)備鑄件中這種材料的適用范圍還是比較廣的。但是，相比較Mn13Cr2奧氏體耐磨錳鋼來説，我們所采用的這種材料在性能上還是無法達到更好的水平，我國在礦山機械設(shè)備鑄件的制造上與發(fā)達國家仍然存在很大差距，發(fā)達國家已經(jīng)可以利用合金化方法提高材料的綜合性能，而我國在材料的性能優(yōu)化上并沒有多大突破，在鑄件鑄造工藝細節(jié)方面還是要不斷完善，我認為可以仔細研究奧氏體耐磨合金鋼的多種工藝，尋找最省事、最不費成本的方式提升其使用性能。

2礦山機械設(shè)備鑄件鑄造工藝分析

礦山機械設(shè)備鑄件鑄造最重要的處理技術(shù)當(dāng)屬熱處理技術(shù)、致密度改善技術(shù)，這兩種技術(shù)對于錳鋼材料的使用率極高，且效果非常好，因為礦山開采時面對的障礙物硬度都是比較高的，所以鑄件材料大多選擇耐磨性較好的錳鋼材料，為了提高礦山機械設(shè)備的工作效率，鑄件鑄造的工藝在不斷優(yōu)化提升中，相應(yīng)處理工藝也在日益完善。

2.1鑄造時加強錳鋼的熱處理工藝

對錳鋼進行熱處理最直接的目的就是提升其韌性和硬度，在熱處理過程中錳鋼會向著單一奧氏體組織轉(zhuǎn)變，但是因為錳鋼的導(dǎo)熱性比較差，所以在熱處理中耗費的時間較長，對工藝的質(zhì)量要求也比其它材料更高。同時，為了避免在熱處理過程中錳鋼斷裂、扭曲等狀況，一般情況下都會提前進行預(yù)熱。還有對不同厚度錳鋼材料的處理，針對厚壁的錳鋼鑄件加熱的時間需要適當(dāng)延長，錳鋼材料的溫度達到650℃應(yīng)當(dāng)停止加熱，轉(zhuǎn)而進行預(yù)處理，時間最好控制在三個小時左右，這個時候錳鋼鑄件的奧氏體已經(jīng)分解將近一半的量了，分解物中的碳化物和鐵元素，再加上其它的有效物質(zhì)可以共同形成奧氏體晶粒;接著對錳鋼鑄件繼續(xù)進行加熱直到溫度達到1100℃，然后重復(fù)預(yù)處理步驟，但是持續(xù)時間相比第一次增加了三小時，這一階段的預(yù)處理對溫度的要求比較精細，要防止溫度過高引發(fā)鑄件脫碳，具體錳鋼保溫時間的長短還要看壁厚程度而定;最后就是對錳鋼鑄件進行水韌處理，即加熱處理之后馬上放入冷水中水冷，根據(jù)處理技術(shù)的要求，錳鋼鑄件在進行水冷的時候溫度需要在1000℃左右，同時為了防止錳鋼鑄件把水溫升高，需要在水韌處理過程中一邊放出熱水一邊加入冷水，直到水溫下降至450℃才可以紀(jì)錄保持時間，一般持續(xù)8小時，這樣做可以獲得奧氏體并提高錳鋼鑄件的硬度，同時還可以提升其耐磨性。但是水韌處理過程中有一個非常關(guān)鍵的點：水韌溫度一旦超過了450℃會使錳鋼鑄件的硬度和耐磨性大大降低，能不能適用礦山開采還要另說。

2.2改善錳鋼鑄件的致密度

礦山機械設(shè)備鑄件的致密度對其性能的影響也很大，所以在制造機械鑄件時一定要用專業(yè)的鑄造工藝控制錳鋼的致密度在合適的范圍。首先要考慮鑄件鑄造工藝的操作原則，因為工藝處理的目的是為了提升錳鋼材料的耐磨性和韌性，所以應(yīng)當(dāng)牢記低溫原則，無論是出鋼、鑄造還是配模都要保證在低溫環(huán)境下進行;其次，錳鋼鑄件的壁厚以4cm為界限，如果鑄件的壁厚超過了這個界限，那么需要采用冒口易割片的方式進行補縮，同時以外冷鐵為輔助實現(xiàn)錳鋼材料致密性的提升，相反，如果錳鋼鑄件的壁厚小于這個界限，則需要使用凝固法同時輔以外冷鐵，這樣做可以是大大提升錳鋼鑄件完成的效率;最后就是對鑄件的集中處理和鑄造，眾所周知，礦山開采所需的機械設(shè)備不可能只有幾個，任何鑄件鑄造的數(shù)量都要能夠保證無縫替換破損的零件，如果是對簡單的鑄件進行集中鑄造，最大可能使用金屬型掛砂這種工藝，既可以保證鑄件的質(zhì)量，又可以節(jié)省時間。

2.3 開發(fā)新型的復(fù)合耐磨材料

隨著技術(shù)發(fā)展，踴躍出了各種新型耐磨材料，針對礦山機械設(shè)備，也同時應(yīng)開發(fā)新型的復(fù)合材料來提高技術(shù)。目前有的企業(yè)已經(jīng)通過新工藝開發(fā)出陶瓷與鑄鐵復(fù)合的耐磨材料，并成功應(yīng)用于礦山設(shè)備，使用壽命大大提高。

3結(jié)束語

綜上所述，對礦山機械設(shè)備鑄件鑄造的工藝優(yōu)化是必要舉措，是提高礦山開采進度促進鋼鐵業(yè)發(fā)展的重要渠道，鑄造工藝的細節(jié)處理決定了礦山機械設(shè)備的鑄件質(zhì)量。雖然目前為止我國機械設(shè)備鑄件鑄造工藝還有待提高，但是隨著科技水平的提高實現(xiàn)鑄件綜合性能的提升并非難事，一旦工藝得到了優(yōu)化和提升，就可以逐步實現(xiàn)礦山開采的效率和質(zhì)量。

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