顎式破碎機顎板的耐磨性研究

顎式破碎機在運行過程中，其顎板經常受到磨損，影響了顎式破碎機性能的正常發揮，本文通過對顎式破碎機顎板中碳低合金鋼材料研究，探討顎板硬度和耐磨性的變化規律，從而確定顎板耐磨性達到較好時的淬火溫度。

一、顎板材料的選取

紅星廠家在制造中動鄂襯板、定鄂襯板均采用耐磨損的高錳鋼，主軸承襯瓦、偏心軸承襯瓦采用澆注的巴氏合金，肘板采用鑄鐵材料，提高其持久耐用性，顎式破碎機的顎板需要在耐磨、抗沖擊、高韌性的工況下服役，不同的廠家所用的顎板材質不同，常見的有高錳鋼、中錳鋼、合金鑄鐵、中碳低合金耐磨鋼、高鉻鑄鐵等。

中碳低合金耐磨鋼是在中碳鋼的基礎上通過添加多種合金元素如Cr、Si、Mn、Mo、V而得到的，且合金的總含量小于5%，這類中碳低合金耐磨鋼可以適當調整不同的碳含量和合金元素的含量，因此可以匹配不同的熱處理工藝得到不同的力學性能，因此受到較多的關注和應用。本文主要針對中碳低合金ZG42Mn2Si1REB的耐磨性能進行了研究，探討硬度和耐磨性隨淬火溫度的變化規律，得到了較好的熱處理工藝。

二、熱處理工藝的選擇

根據ZG42Mn2Si1REB鋼的特點，考慮淬火之后得到馬氏體組織具有較高的硬度和較好的耐磨性。熱處理工藝選擇870℃、900℃、930℃三個溫度點，回火溫度統一固定為230℃，由于材料不含Mo元素，為了保證淬透性，利用5%的Nacl溶液進行冷卻。

三、結果與分析

1、淬火溫度對硬度和耐磨性能的影響

用HR-150A洛氏硬度計測量不同溫度淬火后試樣的硬度，每次測量5個點然后取平均值，發現隨著淬火溫度的升高，淬火硬度呈現先升高后降低的變化。當淬火溫度為870℃，硬度為HRC53。當淬火溫度升高到900℃，硬度也升高到HRC55。由此可見溫度增加，硬度亦升高；當溫度繼續增加到930℃，硬度反而有所下降，為HRC54，通過比較可發現在900℃淬火時硬度較高。由此可見，隨著溫度的升高，磨損失重反而減少。當溫度繼續升高到930℃時，磨損失重又有所增加，為3.5mg，可見在900℃淬火時，其硬度高，磨損失重缺少，中碳低合金耐磨鋼ZG42Mn2Si1REB具有較好的抗磨性能，同時也說明此時的工藝是正確的熱處理工藝。

2、中碳低合金和高錳鋼的耐磨性比較

為了說明中碳合金鋼ZG42Mn2Si1REB耐磨性能的優越，把該材料和高錳鋼ZGMn13進行相互比較。其中ZG42Mn2Si1REB按照前述的900℃淬火230℃回火的工藝條件進行試樣，高錳鋼ZGMn13采用水韌處理。把二者制備成同樣的摩擦磨損試樣，實驗結果顯示，前者的耐磨性能是后者的1.5倍，說明中碳低合金鋼顎板在適當的熱處理工藝條件下，充分發揮了材料的潛力，具有優良的耐磨性能。

從材料的成本而言，高錳鋼含Mn元素高達13%，因此需要消耗大量的合金元素，相比高錳鋼，中碳低合金鋼ZG42Mn2Si1REB的合金元素含量只有3%~4%，并且不含價格較高的Cr、Mo元素，因此具有較高的價格競爭優勢。另外，從熱處理工藝角度考慮，中碳低合金鋼在 900℃淬火230℃回火，而高錳鋼的水韌處理經常超過1000℃，因此前者的淬火溫度更低，加熱時間更短，并且節能效果更顯著。把得到的較好熱處理工藝應用在破碎機的顎板上，明顯提高了抗磨損性能，其顎板的更換周期由原來的150d延長到225d，具有明顯的經濟效益。

通過對顎式破碎機的中碳低合金鋼顎板耐磨性能的研究，研究結果表明：在900℃淬火時，其淬火后的顯微組織是馬氏體組織，此時的硬度較高，磨損失重較低，耐磨性能較好。

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