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耐磨合金鋁板-LY12耐磨合金鋁板-厚壁耐磨合金鋁板傳熱模型理論計(jì)算探索碳鋼、高鉻鑄鐵的合理澆注順序、最佳復(fù)合溫度以及澆注間隔時(shí)間；磨料磨損和化學(xué)腐蝕等,使襯板成為礦山生產(chǎn)的一項(xiàng)主要成本支出,初步估算國(guó)內(nèi)礦山用耐濕磨襯板是一個(gè)規(guī)模達(dá)幾十億市場(chǎng)。采用高錳鋼、合金鋼制造的襯板在濕式球磨機(jī)內(nèi)使用壽命較低,當(dāng)代性能優(yōu)異的耐磨材料高鉻鑄鐵特別適用于這種濕態(tài)磨料磨損場(chǎng)合,而單一高鉻鑄鐵不具備強(qiáng)韌結(jié)合的優(yōu)良性能,需將其與高韌性碳鋼復(fù)合制成雙金屬材料,但由于傳統(tǒng)復(fù)合鑄造型腔中氧氣使先澆注金屬發(fā)生氧化,導(dǎo)致界面結(jié)合質(zhì)量不高,本文利用消失模鑄造特有負(fù)壓工藝和還原性氣氛,研究和開發(fā)一種雙金屬液消失模復(fù)合鑄造工藝,生產(chǎn)適用于礦山濕式球磨機(jī)的高鉻鑄鐵／碳鋼雙金屬襯板。首先采用稀土、鈣、硅和少量低熔點(diǎn)金屬組成的復(fù)合變質(zhì)劑改善共晶高鉻鑄鐵微觀組織形態(tài)及其沖擊韌性。然后對(duì)高鉻鑄鐵/碳鋼雙金屬襯板的消失模復(fù)合鑄造工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究為提高工藝設(shè)計(jì)效率,基于C#平臺(tái)、ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開發(fā)雙金屬液消失模復(fù)合鑄造工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)；最后采用CAD/CAM技術(shù)快速制造了雙金屬襯板EPS模樣,以定量澆注方式,在60s、75s、90s三種澆注間隔時(shí)間試制雙金屬襯板鑄件。為驗(yàn)證工藝的合理性：通過(guò)微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)、洛氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)對(duì)工藝試樣進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能測(cè)試;通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線光譜儀(EDX)和X射線衍射分析儀(XRD)對(duì)工藝試樣及其界面的微觀組織進(jìn)行了分析；最后在濕式球磨機(jī)內(nèi)全工況條件下,雙金屬?gòu)?fù)合襯板和原合金鋼襯板以維度方側(cè)部在澆注過(guò)程中或是澆注完畢后發(fā)生塌箱的關(guān)鍵條件是整個(gè)鑄型提供足夠大P阻(涂料層和型砂移動(dòng)時(shí)單位面積上受到的阻力),采用加大抽真空工、高強(qiáng)度涂料層(2-3mm)等措施保證工藝實(shí)施中不發(fā)生塌箱；確定鋼、鐵最佳組合溫度(高鉻鑄鐵表面1210℃,碳鋼1550℃)；兩種金屬最佳澆注間隔時(shí)間為75s；復(fù)合界面位于碳鋼層厚度下限范圍15.2mm處。對(duì)復(fù)合界面組織研究發(fā)現(xiàn)：碳鋼液潤(rùn)濕于高鉻鑄鐵表面為其復(fù)合界面形核提供了條件,后澆入的碳鋼液復(fù)制高鉻鑄鐵隨機(jī)起伏波紋表面,界面呈現(xiàn)犬牙交錯(cuò)狀,組織較致密,無(wú)明顯縮孔和疏松缺陷,呈良好冶金結(jié)合狀態(tài)；建立過(guò)渡區(qū)域傳質(zhì)模型,理論計(jì)算與電鏡掃描結(jié)果保持一致,鉻、鐵、碳原子由高鉻鑄鐵側(cè)向碳鋼側(cè)進(jìn)行短距離傳質(zhì),其擴(kuò)散規(guī)律為Tiller衰減曲線；影響高鉻鑄鐵-碳鋼雙金屬襯板復(fù)合質(zhì)量最重要的工藝參數(shù)是復(fù)合澆注時(shí)間間隔。間隔時(shí)間過(guò)短(60s),兩種金屬形成對(duì)沖而混相；間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(90s),兩種金屬難以形成有效冶金結(jié)合；間隔時(shí)間合適(75s),兩種金屬材料之間呈現(xiàn)較高質(zhì)量、足夠強(qiáng)度和厚度的冶金結(jié)合。雙金屬?gòu)?fù)合材料的試樣的力學(xué)性能得到大幅度提升,洛氏硬度達(dá)到61HRC,沖擊韌性達(dá)到16.5J/cm2,抗彎強(qiáng)度達(dá)到1600MPa。向間隔布置,進(jìn)行裝機(jī)磨損對(duì)比試驗(yàn)。復(fù)合變質(zhì)效果顯示：高鉻鑄鐵進(jìn)行晶粒明顯細(xì)化,由纖維狀菊花團(tuán)向孤立分散的小塊狀轉(zhuǎn)變,沖擊韌性明顯提高。雙金屬襯板凝固過(guò)程的熱-結(jié)構(gòu)耦合結(jié)果顯示：后澆入高溫碳鋼液為界面附近形成冶金結(jié)合提供了必要的熱力學(xué)條 件：應(yīng)采用合適熱處理工藝消除界面部分的殘留應(yīng)力,防止材料在結(jié)合面處開裂；應(yīng)減小襯板碳鋼層圓弧面設(shè)計(jì)半徑,當(dāng)襯板凝固收縮后自動(dòng)增大半徑補(bǔ)償變形以適應(yīng)球磨機(jī)內(nèi)的安裝圓弧面。根據(jù)雙金屬液消失模復(fù)合鑄造的工藝分析：避免鑄型頂部
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