1前言
    球磨機(jī)襯板是選礦生產(chǎn)中的常耗件，用量很大，提高其耐磨性是廣大材料工作者重點(diǎn)研究的課題。要具備好的耐磨性，必須具有硬度和韌性的良好配合，這已達(dá)成了共識(shí)。
    最初，一般選用高錳鋼作為襯板的材料，但由于村板工況條件所限，不能充分發(fā)揮高錳鋼加工硬化特性，因而高錳鋼制襯板耐磨性不理想。現(xiàn)使用的有空冷貝氏體鋼、低合金鋼、復(fù)合材料及橡膠材料。空冷貝氏體鋼是近年來發(fā)展起來的新型耐磨材料，其作為制造襯板用鋼具有一些優(yōu)點(diǎn)：如成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、耐磨性優(yōu)于高錳鋼。但其只適用在尺寸較小的襯板上，一般是重量低于200kg，厚度小于70mm的襯板。對(duì)于有效厚度大于100mm、重600kg以上的襯板，空冷很難得到較充分的貝氏體、馬氏體組織，所得組織以珠光體為主，從而影響其耐磨性。橡膠材料制造襯板也有一定歷史了，因其材料有別于黑色金屬的特性，耐磨性比較優(yōu)良，在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)得到檢驗(yàn)。但其較適合制造球磨機(jī)出、進(jìn)礦口的端部襯板，而制造筒身襯板，將使球磨機(jī)特別是大型球磨機(jī)礦量下降30%以上，降低生產(chǎn)效率，增大能耗，且其價(jià)格較貴，限制了其推廣與應(yīng)用。復(fù)合襯板也是近年興起的新興材料，但因其工藝有待完善，未大范圍推廣，富通新能源銷售球磨機(jī)、雷蒙磨粉機(jī)等磨機(jī)機(jī)械設(shè)備。
    因而我們把中碳SiCrMnMo低合金鋼襯板作為研究方向。通過模擬襯板實(shí)物厚度的試驗(yàn)，在不增加貴重合金的前提下，設(shè)計(jì)了適合的成分，使該合金具有足夠的淬透性和淬硬性；通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚�達(dá)到硬度、韌性的良好配合，并在實(shí)物襯板上應(yīng)用。工藝簡(jiǎn)單可行，襯板耐磨性優(yōu)良。
2試棒制備
2.1  試棒化學(xué)成分設(shè)計(jì)
    試棒化學(xué)成分設(shè)計(jì)見表1。
為了保證淬硬性，含碳量選擇大于0.5%，適當(dāng)?shù)腃r、Mo可提高淬透性。此類合金中，Si、Mn對(duì)淬透性裂紋傾向的影響也很大。同時(shí)加入了適量的細(xì)化晶粒元素。
2.2試棒來源
    采用電弧爐熔煉，澆注試棒尺寸∮110mm×260mm，試驗(yàn)前將試棒清理干凈。
    試棒共4組，每組24根。
3化學(xué)成分的確定
    通過淬火試驗(yàn)，檢查4組合金的淬透性和淬硬性，從而確定適合的化學(xué)成分。
3.1退火
    所有試棒都需經(jīng)過完全退火，以消除鑄態(tài)粗大組織、偏析及網(wǎng)狀碳化物，為后面的淬火做組織上的準(zhǔn)備。退火溫度；880～900℃，保溫4h，隨爐冷
至300℃以下。
3.2  淬透性及淬硬性試驗(yàn)
    4組不同成分合金的試棒在不同溫度下油淬，淬火后，試棒直接經(jīng)電火花切割，取lOmm厚的試片，做硬度檢驗(yàn)，取樣見圖1，所得數(shù)據(jù)見表2。
    從表2看出，2號(hào)合金的淬透性、淬硬性較好，裂紋敏感性低。
3.3化學(xué)成分的確定
    從以上結(jié)果可以看出，碳的含量提高到0. 70%以上并不能提高合金的淬透性。這與碳化物的量增多有關(guān)，使碳化物溶入奧氏體更加緩慢，從而提高了臨界冷速。因此選擇碳的含量為0.5%～0.6%。Si、Mn對(duì)淬透性的影響也很大，其適合的范圍為[si]：1.0%～1. 4%：1.4%～1. 8%，過低的Si、Mn含量不能使試棒完全淬透，過高會(huì)增加裂紋傾向，同時(shí)加入適量細(xì)化晶粒元素。最終確定適合的化學(xué)成分見表3所示。
4熱處理工藝
4.1淬火試驗(yàn)
    將2號(hào)合金試棒在不同溫度下做淬火試驗(yàn)，試棒淬火后經(jīng)電火花切割成試片，檢測(cè)硬度，其硬度與淬火溫度關(guān)系如圖2所示。
    從圖2可以看出，870—900℃為適合的淬火溫度。
    2號(hào)合金試棒成分見表4。
4.2  回火試驗(yàn)
    以上試棒在870～900℃淬火后，以不同溫度及冷卻方式回火，與硬度、韌性的關(guān)系如圖3所示。沖擊韌性試樣是用電火花切割lOmm厚，在中部所取的無缺口沖擊試樣。由于襯板是在連續(xù)沖擊條件下磨損，從圖3看出，在430～460℃中溫回火油中冷卻，可以得到韌性和硬性的良好配合。
4.3組織
    經(jīng)870～890℃淬火，430～460'C中溫油冷回火的試棒金相組織如圖4所示。
    組織組成：屈氏體（極細(xì)）+碳化物十少量殘留奧氏體。
4.4熱處理工藝
    通過以上試驗(yàn)，可以確定2號(hào)合金的熱處理工藝，工藝曲線如圖5所示。
5應(yīng)用
    按照2號(hào)合金成分、熱處理工藝試生產(chǎn)了一批厚13 0mm、重約700kg大型襯板，抽取一件在心部做檢查。襯板取樣在中部砸斷，用氣割切割，切割成400mm×400mm，經(jīng)電火花切割取實(shí)物樣，加工成沖擊試樣，表面硬度(HRC)～心部硬度(HRC):47～49，沖擊功(平均)17J。經(jīng)過在調(diào)軍臺(tái)選礦廠實(shí)際安裝使用，效果很好。
6結(jié)論
    (1)含C 0.5%～0.6%、Si 1.0%～1. 4%、Mn1.4～1. 8%的中碳低合金鋼襯板，油淬可以全部淬透，使襯板得到整體強(qiáng)化。
    (2)襯板經(jīng)中溫回火，具有良好的硬度和韌性，具有良好耐磨性。