章丘市瑞年(钢球)铸锻有限公司

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细说钢球(二)----钢球磨损失效机理及影响钢球磨损原因

来源:web 发布时间:2012-7-7 15:59:43
“知己知彼者,百战不殆;知己不知彼者,一胜一负;不知彼不知己者,每战必殆。”这段妇孺皆知的千古名句,出自中华最早的军事名著之一的《孙子兵法》。它不仅是两千年来历代战略家和军事家运筹帷幄、决胜千里的攻略法宝,更指引着当今无数商界精英披荆斩棘,搏击市场。同时也是高明的科技人员去探索未知世界,攻克技术难关的金钥匙。同样作为《话说钢球》,分析透钢球在实际工作中承受的工况服役条件,搞清楚钢球的磨损及其它类型失效的机制与原因,其重要性也就不言而喻了。
     首先让我们来看看钢球在磨内的工况服役条件特征,及主要的失效形式和质量问题。
     在磨机粗磨仓中,钢球主要呈“瀑落”状态。钢球被衬板带到最高点,被抛砸在物料上,同时也有部分砸落到对面的裸露衬板上,谓之“空砸”现象。在细磨仓中,钢球则被带球能力较弱的如平斜板带到相对较低点呈“瀑泻”状态,而对物料进行“搓”“磨”。在这个过程中衬板传递能量,带动研磨体在磨内不断地抛落,滚动和滑动,磨损随之产生,其磨损失效机理如下:
●切削和凿削磨损:钢球在磨机运动的上升阶段,与物料及其他研磨体相对滑动,被磨物料,如石灰石、砂岩、熟料、矿渣、页岩及煤等材料中的尖锐而质硬的颗粒对研磨体表面进行切削,切出的沟槽较深,相对钝而质软的颗粒切出的沟槽较浅,因而研磨体表面上的沟槽深浅不同;除沟槽深浅不同外,其宽窄还会因物料的硬度及研磨体的形状和尺寸而不同。
研磨体(球)所受磨损为三体磨损。球可以滚动,因而沟槽长短不同,并且纵横交错。球抛落时,以一定速度和角度冲击接触物料会产生局部凿削磨损,形成凿削凹坑。
●变形磨损:钢球与物料相对滑动和冲击时,除直接切削和凿削外,还有犁沟变形和凿削伴随发生,金属被推挤压迫到沟槽和凹坑的边缘外侧,在重复作用和金属反复变形下,因应变疲劳产生裂纹,裂纹扩展、连接,形成犁屑薄片,自表面脱落。
●脆性剥落:钢球在相互冲击过程中,也有钢球对衬板冲击的反作用力,致使钢球金相组织的脆性相(如碳化物)开裂、破碎,自表面剥落,造成磨损。
●疲劳磨损:磨机转动、磨内衬板提升钢球的上升阶段受到反复的滑动和滚动,在抛落阶段受到反复冲击,在变化的冲击应力、接触压力、切应力作用下,发生疲劳过程,一般是在亚表层形成疲劳裂纹,裂纹平行表面扩展,并向表面延伸形成疲劳剥落层,疲劳裂纹可以在表层下夹杂及在脆性碳化物相上生核,也可以在表面硬化层和动态软化间生核。当在远表层的铸造缺陷和夹杂上生核、扩散会导致宏观的疲劳剥落,形成显微薄层和剥落坑。以上是钢球在正常工况条件下的磨损失效机理,其实钢球的失效形式除磨损外还有破碎与失圆等现象。

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