Stalen voeringplaten met hoog mangaangehalte: materiaalsamenstelling, warmtebehandelingsproces en toepasselijke arbeidsomstandigheden

Voeringsplaten van hoog mangaanstaal (Hadfield-staal, ZGMn13-serie) zijn de meest gebruikte slijtvaste- gegoten onderdelen voor de mijnbouw-, cement-, aggregaat-, metallurgie- en steenkoolindustrie. In tegenstelling tot gelegeerd gietijzer met een hoge hardheid maar een slechte taaiheid, beschikt hoog mangaanstaal over unieke hardingsprestaties: het oppervlak vormt een geharde laag onder krachtige extrusie, terwijl de kern een uitstekende taaiheid behoudt, waardoor scheuren, breuken en vroegtijdig falen onder zware belasting worden vermeden. Dit artikel introduceert systematisch de chemische samenstelling, het kernwaterhardende warmtebehandelingsproces, toepasselijke apparatuur en bijpassende werkomstandigheden om wereldwijde kopers te helpen de juiste voeringplaten te selecteren en de vervangingskosten voor de werking te verlagen.
1. Materiaal- en chemische samenstelling van voeringen van hoog mangaanstaal
1.1 Standaard basiskwaliteit ZGMn13 (X120Mn12 / 1.3401)
Standaard chemische samenstelling (gewichtspercentage):
Koolstof (C): 0,90%–1,50%
Mangaan (Mn): 10,0%–15,0%
Silicium (Si): 0,30%–1,00%
Zwavel (S): Minder dan of gelijk aan 0,05%
Fosfor (P): minder dan of gelijk aan 0,10%
Koolstof en mangaan zijn de belangrijkste functionele elementen: een hoog mangaangehalte stabiliseert de austenietmatrix; gematigde koolstof verbetert de slijtvastheid, terwijl overmatige koolstof brosse carbiden neerslaat bij korrelgrenzen en de slagvastheid vermindert.
1.2 Geoptimaliseerde, met legering gemodificeerde kwaliteiten voor zware omstandigheden
ZGMn13Cr2: Voeg 1,5%–2,5% chroom toe, verfijn de korrelstructuur, versterk de carbide-oplossing, verbeter de anti-corrosie en anti-slijtage, ideaal voor hard gesteente, ijzererts en natte slijpomgevingen
ZGMn17 Ultra-hoog mangaanstaal: Mn-gehalte tot 16%–19%, ultra-hoge slagvastheid, geschikt voor extra-grote brekers en zware- SAG-molens met supersterke slagbelasting
Met zeldzame aarde gemodificeerde ZGMn13: zuivert gesmolten staal, elimineert gietporiën en krimp, verlengt de levensduur met 15%–25% vergeleken met gewone Mn13-voeringen
1.3 Mechanische kerneigenschappen na gekwalificeerde warmtebehandeling
Matrixhardheid (oorspronkelijke staat): HB170–230
Werk-hardheid van het geharde oppervlak onder impact: HB500–600
Slagvastheid: groter dan of gelijk aan 150 J/cm², geen brosse breuk bij zware klap
Goede plasticiteit, geen magnetisme, kan herhaalde sterke impactextrusie verdragen
2. Kernwarmtebehandelingsproces: waterverharding (oplossing blussen)
Aangezien-gegoten staal met een hoog mangaangehalte massieve netwerkcarbiden langs de korrelgrenzen bevat, die ernstige brosheid vertonen, gemakkelijk te kraken zijn onder lichte schokken en niet in gebruik kunnen worden genomen. Waterhardende warmtebehandeling is het verplichte sleutelproces om alle slijtvaste eigenschappen van mangaanstalen voeringen te activeren.
2.1 Volledige standaard technische stroom voor waterverharding
Gesegmenteerde langzame verwarming om thermische barsten te voorkomen
Kamertemperatuur → 680 graden: verwarmingssnelheid 80-100 graden / uur, 1,5 uur vasthouden op 680 graden om interne spanning bij het gieten te elimineren, thermische scheurvorming in de dikke voering te voorkomen
680 graden → 1050–1100 graden: verwarmingssnelheid 120 graden / uur, continue verwarming zonder pauze
Isolatie tegen hoge- temperaturen (kritieke stap)
Houd het voldoende lang op 1050–1100 graden, afhankelijk van de dikte van de voering:
Dikte Minder dan of gelijk aan 50 mm: 2-2,5 uur vasthouden
Dikte 50–100 mm: houdtijd 3–4 uur
Doel: alle carbiden volledig oplossen in austeniet om uniforme austenietmatrix met één- fase te verkrijgen
Snelle waterdoving (strikte tijdslimiet)
Overdrachttijd van oven naar koelbad Minder dan of gelijk aan 30 seconden
Begintemperatuur koelwater Minder dan of gelijk aan 30 graden, totaal watervolume Groter dan of gelijk aan 10 maal het totale gewicht van de voeringen
Blijf de hanger zwaaien tijdens het koelen om een ​​uniforme koelsnelheid van meer dan of gelijk aan 30 graden/s te garanderen
Beëindig het koelen totdat de temperatuur van de voering onder de 200 graden daalt, de maximale watertemperatuur na het blussen mag niet hoger zijn dan 60 graden
Natuurlijke luchtkoeling na waterafkoeling, geen secundaire ontlating
2.2 Verboden werktemperatuurbereik en veelvoorkomende defecten
Gebruik geen voeringen bij een continue werktemperatuur van 250–500 graden: carbiden zullen opnieuw neerslaan langs de korrelgrenzen, de voering wordt bros en gemakkelijk te barsten
Ongekwalificeerde gevolgen van de warmtebehandeling: onvoldoende isolatie → restcarbiden; langzaam afschrikken → gedeeltelijke carbideprecipitatie; beide leiden tot een korte levensduur, afbrokkeling van de randen en breuk van de voering tijdens het gebruik
3. Toepasselijke uitrusting en bijpassende werkomstandigheden
Voeringen van hoog mangaanstaal zijn afhankelijk van impactbelasting om verharding van het oppervlak te realiseren, dus ze zijn alleen geschikt voor slijtage onder gemiddelde en hoge impactomstandigheden. Hoe lager de impactkracht, hoe zwakker het zelfverhardende effect, en hoe slechter de slijtvastheid. We classificeren toepasselijke scenario's op basis van apparatuur en materiaalhardheid ter referentie voor klanten:
3.1 Volledig toepasbare arbeidsomstandigheden met hoge- impact (eerste keuze voor de ZGMn13-serie)
Breekapparatuur
Kaakbreker: vaste kaakplaat, beweegbare kaakplaat
Arbeidsomstandigheden: primair verbrijzelen van grote klompmaterialen, sterk knijpen + schokbelasting
Geschikte materialen: kalksteen, arduin, steenkoolganggesteente, ijzererts, graniet, basalt
Impactbreker: impactvoering, schortplaat
Werkomstandigheden: materiaalimpact met hoge-snelheid, zware herhaalde klap
Kegelbreker voering en mantel: medium en fijn vermalen van erts uit hard gesteente
Hamerbreker hamervoering, roosterplaat
Slijpapparatuur
Kogelmolen / staafmolen / SAG-molen eerste bak (grove maalzone)
Arbeidsconditie: grote valimpact van stalen kogel + materiaalextrusiewrijving
Toepasselijke industrieën: ijzerertsconcentrator, goudmijn, cementgrondstofmolen, kwartszandfabriek
Kenmerk: grote deeltjesgrootte, sterke slagkracht, mangaanstalen voering die voortdurend zelf-hardt om de levensduur te verlengen
Mijntrechter, stortkoker, transportbakvoering: vallende impactslijtage van bulkmateriaal
3.2 Voorwaardelijk toepasbare scenario's (gemodificeerde legering ZGMn13Cr2 aanbevolen)
Nat malen met slurrycorrosie: ijzererts, mangaanerts, flotatiemolens voor kopererts
Medium-harde schurende materialen: rivierkiezel, zandsteen, bauxiet
Secundaire vermaling met gemiddelde impact, middelgrote maalbak met kleine stalen kogels
3.3 Niet aanbevolen Arbeidsomstandigheden met lage- impact
Zuiver fijn malen tweede bak kogelmolen, ultra-fijn poederslijpen, silovoering met lage- wrijving zonder vallend materiaal: onvoldoende slagkracht kan geen geharde laag vormen, mangaanstalen voering slijt snel; Slijtvaste voeringen van gietijzer of composiet met een hoog chroomgehalte zijn- kosteneffectiever- voor deze scenario's
3.4 Referentie voor bijpassende materiaalhardheid
Middelgrote-harde materialen (druksterkte kleiner dan of gelijk aan 150 MPa): kalksteen, steenkool, dolomiet → standaard ZGMn13-voering, laagste aanschafkosten
Hard gesteente (druksterkte 150–300 MPa): graniet, ijzererts, arduin → ZGMn13Cr2-legering mangaanstaal voering
Superhard schuurgesteente (basalt, kwartsiet, erts met hoog siliciumgehalte): ultra-hoge mangaan ZGMn17 of bimetaal composietvoeringen
4. Voordelen en beperkingen van stalen voeringen met een hoog mangaangehalte
Kernvoordelen
Uitstekende slagvastheid: Geen plotselinge breuk, zelfs niet bij grote ertsinslagen, vermindert het risico op uitschakeling van apparatuur veroorzaakt door breuk van de voering
Dynamische zelf-harding: hoe zwaarder de impactbelasting, hoe harder het oppervlak, hoe langer de levensduur
Goede verwerkingsprestaties: kan worden gesneden, gelast en geboord voor installatie ter plaatse-
Kostenvoordeel: lagere eenheidsprijs dan gietijzeren onderdelen met een hoge chroomlegering en slijtvaste composietonderdelen-, geschikt voor massale inkoop in grote mijnen
Stabiele gietprestaties: volwassen productieproces, aanpasbare grootte, tandvorm, hijsgaten en montagegaten volgens apparatuurtekening
Beperkingen
Slechte slijtvastheid bij lage impact en pure wrijvingsomstandigheden
Kan niet lang werken onder een continue hoge temperatuur van 250-500 graden
De initiële oppervlaktehardheid is laag en de slijtagesnelheid is hoog in het begin-stadium
5. Maatwerk en serviceondersteuning
Onze fabriek produceert volledige series slijtvoeringen van hoog mangaanstaal, inclusief standaard ZGMn13, Cr--legering gemodificeerde Mn13, ultra-hoge Mn17-kwaliteiten.
Maatwerk: OEM-voeringplaten voor alle modellen kaakbreker, kegelbreker, slagbreker, kogelmolen, SAG-molen
Technische ondersteuning: Verstrek materiaaltestrapport, certificaat van warmtebehandelingsproces, niet-destructief UT/MT-foutdetectierapport
Passende oplossing: afhankelijk van uw apparatuurmodel, materiaalhardheid, deeltjesgrootte en impactintensiteit, beveelt u de meest kosten-effectieve mangaanstaalkwaliteit en voeringstructuur aan om uw jaarlijkse vervangingskosten te verlagen
Conclusie
De prestaties van voeringplaten van hoog mangaanstaal worden mede bepaald door de materiaalformule en de volledige waterhardende warmtebehandeling. Bij de juiste selectie moeten de impactintensiteit van de apparatuur en de materiaalhardheid worden gecombineerd: de ZGMn13-serie is de optimale kosten-effectieve oplossing voor alle zware breek- en grofslijpwerkomstandigheden. Als u last heeft van frequente voeringbreuken en snelle slijtage, neem dan contact op met ons technische team voor professionele aanpassing van de arbeidsomstandigheden en op maat gemaakte slijtvast-bestendige voeringoplossingen.