风机耐磨材料的选择和对比试验
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。
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。
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：
表1：磨损试验结果
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顺 序 |
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） |
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1 |
20#钢 |
热轧 |
920℃正火 |
铁素体+珠光体 |
140~150 |
1 |
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2 |
45#钢 |
热轧 |
850℃水淬+600℃回火1小时 |
回火索氏体 |
270~280 |
0.938 |
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3 |
Mn13 |
铸造 |
1050℃水冷 |
奥氏体 |
200~220 |
0.928 |
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4 |
5CrMnMo |
锻造 |
850℃水淬+600℃回火1小时 |
回火索氏体 |
315~325 |
0.912 |
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5 |
高铬 GCr15 |
锻 造 |
840℃油淬 +200℃回火1小时 |
回火马氏体 +粒状碳化物 |
690 ~720 |
0.903 |
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6 |
KN60耐磨钢板 |
合金 |
10mm厚度 |
马氏体+碳化铬合金 |
1015 |
0.700 |
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7 |
TM52 |
钢结 |
1050℃保温10分钟水淬 |
奥氏体+碳化物 |
830 |
0.843 |
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8 |
ZG30MnSiTi |
铸造 |
950℃淬火 |
板条马氏体 |
540~660 |
0.899 |
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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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