風機耐磨材料的選擇和對比試驗
北京耐默公司根據實際應用技術工程師分析得出以下結論：
1、在解決排粉風機的磨損問題時，應選擇高硬度、高彈性模量、高斷裂韌性的材料做耐磨材料。
2、在實踐中應考慮到“沖擊角度不同對材料產生的磨損機制也不同”這個特點，以充分發揮材料的耐磨性能。
圖（1）KN60耐磨鋼板制作風機葉片
然而，在現實中完全符合要求的材料很少 高硬度、高彈性模量、高斷裂韌性這三個材料性能指標其實是互相排斥，不可并存的。相對來說，粉末冶金硬質合金、鋼結硬質合金、特種陶瓷這幾類材料的硬度較高，其他某個方面的性能也與要求相近。為此，經選擇采用幾種材料進行磨損試驗。
圖（2）耐磨陶瓷制作風機葉片
試驗裝置為改制的圓盤摩擦試驗機，將被試驗材料固定在支架上，用硬度較高的氧化鎂磚作磨料，調整支架與氧化鎂磚的相對高度，使得在圓盤轉動時被試材料與磨料產生沖擊接觸，圓盤轉速根據風機內部氣流速度50M/S-60M/S換算后設定，用感量為萬分之一克的光學天平來稱量磨損失重。試驗結果如下：
表1：磨損試驗結果
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順 序 |
材料 名稱 |
供料 狀態 |
方 式 |
顯微 組織 |
硬度Hv （試驗前） |
相對失重 （與20相比） |
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1 |
20#鋼 |
熱軋 |
920℃正火 |
鐵素體+珠光體 |
140~150 |
1 |
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2 |
45#鋼 |
熱軋 |
850℃水淬+600℃回火1小時 |
回火索氏體 |
270~280 |
0.938 |
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3 |
Mn13 |
鑄造 |
1050℃水冷 |
奧氏體 |
200~220 |
0.928 |
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4 |
5CrMnMo |
鍛造 |
850℃水淬+600℃回火1小時 |
回火索氏體 |
315~325 |
0.912 |
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5 |
高鉻 GCr15 |
鍛 造 |
840℃油淬 +200℃回火1小時 |
回火馬氏體 +粒狀碳化物 |
690 ~720 |
0.903 |
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6 |
KN60耐磨鋼板 |
合金 |
10mm厚度 |
馬氏體+碳化鉻合金 |
1015 |
0.700 |
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7 |
TM52 |
鋼結 |
1050℃保溫10分鐘水淬 |
奧氏體+碳化物 |
830 |
0.843 |
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8 |
ZG30MnSiTi |
鑄造 |
950℃淬火 |
板條馬氏體 |
540~660 |
0.899 |
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9 |
95Al2O3%陶瓷 |
熱壓注 |
1700℃燒結 |
Al2O3晶粒+玻璃相 |
2000 |
0.630 |
從試驗結果來看，氧化鋁陶瓷的磨損量最低，且來源廣泛，價格較便宜，最適合使用要求。事實上，用氧化鋁陶瓷作耐磨材料在國內外均已有應用，但用于排粉風機的耐磨卻未有報道。究其原因，可能是因為其難于和金屬聯結，尤其是在較高溫度（120℃~200℃）下，在高速運轉的排粉風機葉輪轉子上使用更為不易。普通有機膠粘劑的長期工作溫度只限于120℃以下，否則將會老化失效。同時陶瓷的脆性較大，即斷裂韌性指標較低，對高速沖擊磨損中的“赫茲斷裂”磨損反應強烈。為此，應當研制出合適的膠粘劑和斷裂韌性指標較高的陶瓷材料。
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