也許很多朋友對(duì)球磨機(jī)的耐磨材料了解不多。事實(shí)上,球磨機(jī)使用的耐磨材料主要是鋼球和保護(hù)氣缸不磨損的襯板,以及球磨機(jī)驅(qū)動(dòng)軸承、齒輪和瓷磚軸。其中,軸承、齒輪和瓷磚軸屬于精密加工部件,這里沒(méi)有太多的解釋。以下重點(diǎn)討論鋼球和襯板的相關(guān)生產(chǎn)工藝和使用原理,以便朋友在選擇耐磨材料時(shí)參考。
首先,我們需要了解鋼球在球磨機(jī)中的作用。只有了解鋼球在球磨機(jī)中的作用,我們才能對(duì)耐磨材料的性能提出要求。鋼球在球磨機(jī)中隨氣缸旋轉(zhuǎn)的慣性下,在鋼球靜壓和鋼球與襯板摩擦的共同作用下被帶到高處,然后自上而下破碎和研磨磨磨料。在磨內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,鋼球不僅圍繞磨機(jī)軸旋轉(zhuǎn),而且圍繞磨機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。在研磨機(jī)制復(fù)雜的過(guò)程中,不僅有鋼球之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)研磨材料之間的間隙,而且在提升鋼球和襯板之間的滑動(dòng)摩擦過(guò)程中,整個(gè)鋼球就像一個(gè)巨大的磨輥磨機(jī)底部材料,鋼球材料與襯板之間的三體磨損是材料破碎研磨的具體性能。在研磨過(guò)程中,由于材料中的硬顆粒在反作用力條件下在研磨體(鋼球和襯板)表面形成犁溝,犁溝的長(zhǎng)度不同,肉眼可以看到硬度較低的研磨體。表面犁溝的形成表明研磨體失去了材料。在其他磨損形式的共同作用下,研磨體逐漸變小變薄,最終失效。
以上我們討論了研磨體的研磨原理和耐磨材料的磨損機(jī)制。讓我們討論研磨體形狀對(duì)研磨效果的影響。眾所周知,研磨體只有接觸才能磨損,只有相互接觸才能磨損。那么什么樣的研磨體形狀才有最大的研磨能力呢?當(dāng)然,就接觸面積而言,有些人會(huì)想到方形研磨體。如果方形可以用作研磨體,接觸面積無(wú)疑是正常碼砌狀態(tài)下最大的。然而,在代碼砌體狀態(tài)下,研磨體之間的間隙將非常小,不能滿足材料的正常通過(guò)。在磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下,方形研磨體的代碼砌體狀態(tài)將立即被破壞。方形研磨體的形狀阻礙了研磨體的流動(dòng)性,大大降低了研磨能力。在靜壓的作用下,由于方形研磨體與襯板之間的摩擦系數(shù)較大,因此不可能每次都以表面的形式下降。棱角與棱角的接觸不僅不能破碎研磨材料,而且磨損很大。與球、棒磨體相比,在裝載量相同的情況下,由于方磨體與襯板的摩擦系數(shù)和磨體本身流動(dòng)性差,磨機(jī)功耗增加,磨削效果降低。一般來(lái)說(shuō),方形不適合作為磨體的形狀。
方形研磨體被市場(chǎng)淘汰是理所當(dāng)然的,因?yàn)樗荒軡M足研磨條件的實(shí)際需要。一個(gè)物體從高處落下,無(wú)論其自身軌跡如何變化,其最終落地點(diǎn)始終與地面接觸一致。為了滿足這種運(yùn)動(dòng)接觸條件,只有圓形物體,因?yàn)閳A形從任何方向接觸點(diǎn)或表面都是一樣的,所以圓形是球磨機(jī)研磨介質(zhì)形狀的最佳選擇,它不僅可以滿足各種球磨機(jī)的使用條件,而且由于其自身的圓形原因,流動(dòng)性非常好。圓形和圓柱形作為研磨體的形狀似乎無(wú)可挑剔。直徑相同的鋼球和鋼段(棒)在接觸面積上明顯優(yōu)于鋼球,因此鋼段在研磨易磨材料時(shí)的研磨效果優(yōu)于鋼球。但在相同條件下,鋼球接觸點(diǎn)的壓力大于鋼段,因此在研磨易磨性差的硬質(zhì)材料時(shí),其破碎研磨能力明顯優(yōu)于鋼段。那怎樣才能使鋼球的研磨能力發(fā)揮到極致呢?鋼球本身在大家都沒(méi)有想到好辦法的情況下給出了答案。
有經(jīng)驗(yàn)的朋友使用鋼球后應(yīng)該看到變形。那為什么鋼球會(huì)變形呢?在回答這個(gè)問(wèn)題之前,我給大家舉個(gè)例子。大家都知道新鞋穿起來(lái)不如舊鞋舒服。這是因?yàn)樾滦诖┲^(guò)程中為了達(dá)到人腳的舒適生了一些適應(yīng)性的變化。最典型的是鞋底磨損不均勻,幾乎每個(gè)人的鞋子都會(huì)發(fā)生這種變化,這與鞋子的質(zhì)量無(wú)關(guān)。雖然球磨機(jī)中的鋼球點(diǎn)與點(diǎn)之間的接觸壓力較大,但熱處理后的鋼球表面硬度和強(qiáng)度相對(duì)較高,在使用初期不會(huì)發(fā)生很大變化,但在鑄造工藝生產(chǎn)的鋼球鑄件段上可能會(huì)發(fā)生初始適應(yīng)性的變化。這是因?yàn)闈沧⒖谑氰T造生產(chǎn)過(guò)程中的最終冷卻和凝固,組織密度相對(duì)較小。在大多數(shù)情況下,鑄造斷口與球形成一個(gè)截面,在球磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中容易磨損和凹陷,與鋼球凸面接觸時(shí)接觸面積相對(duì)增加。磨損凹面的早期階段也是球磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)量的最高階段,然后將鋼球磨損成多面體,影響鋼球的整體流動(dòng)性,降低研磨能力。因此,除了幾年前,新球磨機(jī)一般每年清理一次,選擇多面鋼球,提高鋼球的整體流動(dòng)性,提高鋼球的研磨能力,提高平臺(tái)時(shí)間的產(chǎn)量。
雖然鋼球在球磨機(jī)中使用后的變形是不可避免的,但其變形率仍然與鋼球的質(zhì)量有關(guān)。鋼球內(nèi)部組織分布不均勻或鋼球澆口嚴(yán)重松動(dòng)或收縮,會(huì)導(dǎo)致鋼球過(guò)早失圓,提前變形失效。為了保證鋼球內(nèi)部組織分布均勻,澆口不松動(dòng)、收縮等鑄造缺陷,一些強(qiáng)大的鑄造企業(yè)采用了更先進(jìn)的恒溫鑄造方法,避免了鑄造缺陷,大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
鋼球的化學(xué)成分和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也是其耐磨性的重要因素。碳和碳化物形成的合金碳化物的形狀和分布影響了鋼球的綜合機(jī)械性能。。