1、概述
    由于高錳鋼( Mn13)耐磨，沖擊韌性高而廣泛用于選礦球磨機襯板易損件。目前，國內(nèi)外研究應用表明，在高錳鋼件中添加強碳化物形成元素，使高錳鋼合金化及采用彌散硬化熱處理新工藝，是提高其耐磨性的有效途徑。但是加入合金元素，勢必增加生產(chǎn)成本，復雜的彌散硬化熱處理工藝在大生產(chǎn)中也難以控制，為此，采用了在高錳鋼中添加成本相對較低的鉻、稀土元素，產(chǎn)根據(jù)生產(chǎn)實際情況，制定了較為簡便的彌散硬化熱處理新工藝，從而研制出“GML”新材料。實現(xiàn)了提高4#球磨機襯板的耐磨性，降低選礦成本的目標。
2、襯板新材料的研制
    研制新材料確定的化學元素成分見表1。

    化學成分中碳與合金元素的配比為：
    （1）影響高錳鋼耐磨性的主要因素是碳元素與錳元素的合理配比。碳含量低，鋼經(jīng)熱處理后，沖擊硬度低，耐磨性較差，碳量過高，熱處理后晶界極易形成粗大網(wǎng)狀碳化物，致使鋼的脆性增大，耐磨性也差。如果錳元素含量高，熱處理后硬度高，成本也高。如果適當降低錳含量和碳含量，使錳碳比達到8～9的最佳配比，熱處理后不僅硬度提高，耐磨性也可提高。
    （3）合金元素釩、鈦、鉻、鉬、稀土等，都是強碳化物形成元素，這些元素在高錳鋼中形成的特殊碳化韌是提高鋼耐磨性的關(guān)鍵，尤其是形成彌散狀的碳化物顯著提高鋼的耐磨性，但由于釩、鈦、鉬都比較貴重，所以選擇了又經(jīng)濟又能提高耐磨性的強碳化物元素，鉻和稀土首選元素。如果當鋼中的合金元素含量較低時，只能形成Fe₃C普通滲碳體，所以只有在錳鉻元素與碳達到一定比值(約為1.8)時才能產(chǎn)生彌散狀的特殊碳化物（Cr₇C₂或Cr₂₃ C₈等），從而可顯著提高鋼的耐磨性。
    彌散硬化熱處理工藝的確定。試制的4種彌散硬化熱處理工藝模擬方案見表2。

模擬試驗4種處理工藝方案后，機械性能和金相組織顯示：2#型熱處理彌散工藝：1080℃×4h水淬后，在350℃回火時效后，其碳化物在晶界以細顆粒和細針狀均勻分布，界面成鏈狀其碳化物達到彌散分布，從機械性能方面看，硬度也較高，沖擊韌性也較高，比150℃回火時效工藝有較好的強度、硬度和韌性。450℃回火量效工藝其碳化物盡管也達到彌散分布，但晶界附近出現(xiàn)大塊鏈網(wǎng)狀碳化物，這樣鋼的脆性變大，對耐磨性是不利的。
3、新材料襯板的試用效果
    1999年7月10日前試制出83件約重16t4#球磨機通體部新材料(Mn9Cr2Resi)襯板，并于1999年7月22日安裝于選礦4#球磨機，易磨損的通體進粒端，歷時10.5個月生產(chǎn)試用，于2000年6月9日磨損失效卸機，共處理磨選原礦75.9萬t，與原型襯板(Mn13)處理磨選原礦49.8萬t相比，其耐磨性提高34%，每付襯板可降低選礦襯板消耗費和節(jié)約設備維簡費共8.58萬元，全年可創(chuàng)效益92.3萬元。
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