M.―-一1丨E冼她软r V.胸冬1 c'柬如rcte晰3.厉肥3 3峨2）。德国某公司规定￠3. 12.84m球磨机衬板不同部位采用的材料如表2表2.德国某公司规定磨机不同部位采用的材料磨机部位材料代号牌号磨头衬板一仓各种形式衬板隔仓板二仓各种形式衬板出料蓖板3）。德国某公司规定03.8111X12. 84m球磨机衬板材料化学成分及热处理工艺（由世界钢号手册查得）12.84m球磨机衬板材料化学成分如表3.表3.<53.8mX12.84m球磨机衬板材料化学成分（%）：牌号材料代号（2）。德国￠3.8mX12.84m球磨机衬板材料热处理工艺如表4.表4.￠3.8mX12.84m球磨机衬板材料热处理工艺材料牌号材料代号退火温度（C）硬度（HB）淬火温度（°c）回火温度°c油油，空/62油。空/62从表2和表3可知：12.84m球磨机磨头衬板采用高碳中铬钼合金钢，采用油淬或空淬加低温300°C回火热处理，硬度达到HRC60，耐磨性能良好。

　　一仓各种结构形式衬板和隔仓板采用中低碳中铬多元中合金钢，采用油淬加中高温500°C回火热处理，硬度达到HRC56，并具有足够的韧性，使用安全可靠，耐磨性能好二仓各种结构形式衬板和出料蓖板采用高铬合金钢，采用高温油淬或空泮加低温200°C回火热处理，硬度达到HRC61，具有高耐磨性能。

　　但是他们采用材料中含有高量的钼、钒等稀贵元素，其目的是提高淬透性、细化晶粒、增加硬质点，提高耐磨性。这样增加了生产成本，不可取。我国在类似化学成分上采用微量元素采用各种变质剂，在热处理采用油淬，介质淬，喷雾风淬等方法也能达到同样效果。

　　2.1.2.我国引进国外磨机衬板耐磨材料简况我国上世纪70年代冀东水泥厂，淮海水泥厂，宁国水泥厂引进的水泥磨机衬板，也是在磨机的不同部位都是采用不同的耐磨材料，有各类合金钢及高铬铸铁、高铬铸钢等。

　　表5为国内部分水泥厂引进的水泥磨机采用的衬板材料。

　　表5.国内部分水泥厂引进的水泥磨机衬板的化学成分性能及金相组织厂别磨机类规格仓位其它硬度组织水泥厂水泥磨1仓2仓原料磨材料同隔仓磨头淮海水泥厂1仓原料磨2仓冀东水泥厂水泥磨1仓中合金钢2仓高铬钢原料磨材料同磨头隔仓中合金钢中合金钢2仓高铬钢从表5可知：宁国水泥厂的水泥磨和原料磨1仓及2仓衬板都是采用13型的高铬钢；隔仓板采用Cr26型的高铬铸铁；磨头采用Mnl3Cr2型高锰钢：淮海水泥厂的水泥磨和原料磨1仓采用Cr26型的篼铬铸铁；2仓衬板采用Cr32型的高铬铸铁；冀东水泥厂的水泥磨和原料磨1仓采用中碳铬合金钢，2仓衬板采用Crl3型的高铬钢；磨头采用Mnl3Cr2型高锰钢；隔仓板采用中碳铬合金钢；30多年这些引进磨机衬板材料，早已被国产化，但磨机不同部位选择不同耐磨材料的原则，仍被广泛使用。但是从节约原材料和生产成本出发没有必要加入太高的铬及钼，而是应该采用微量元素，变质剂及各种热处理的方法提高材料的综合性能。

　　2.2.国内水泥磨机衬板采用的耐磨材料改革开放30多年来，我国水泥磨机衬板耐磨材料的研究和使用得到飞速发展。各类合金钢，各类高铬钢及高铬铸铁，各类高锰钢等广泛用在各种规格磨机的不同部位上。

　　2.2.1.各类高锰钢材料我国部分水泥厂水泥磨机磨头衬板锤头等受高冲击的耐磨部位，曾使用的奥氏体锰钢耐磨材料的化学成分与性能如表6.表6.奥氏体锰钢耐磨材料的化学成分与性能注：1）。企业生产时根据使用工况在熔炼时加入适量的各种复合变质剂；。企业生产时的热处理工艺一般不对外说明。

　　2.2.2.各类合金钢耐磨材料近年来我国耐磨材料企业研制和生产出多种合金钢耐磨材料，在球磨机衬板中等冲击力的工况条件下使用，具有良好的效果。

　　应用广泛的主要合金钢系列耐磨材料的化学成分，性能，使用范围及有关生产厂家见表6表6~1.主要合金钢耐磨材料的化学成分与性能化学成分力学性能牌号硬度注：1）。企业生产时根据使用工况在熔炼时加入适量的V、Ti、RE、B、Ni、Nb等各种复合变质剂及微合金化元素，获得理想的金相组织及硬度和韧性的*佳配合。

　　2）。企业生产时的热处理工艺一般不对外说明；冲击性山10x10x55无缺口试样测定。

　　表6-2.主要合金钢耐磨材料的使用范围及有关生产企业牌号使用范围部分生产厂家挖掘机铲齿，湿式磨机衬衡阳冶金厂，中集华骏，板，8公斤以下小锤头。

　　河北鼎基，大同奥博等球磨机衬板，齿板，推土机齿尖洛阳矿山机械厂等球磨机隔仓板，蓖板，5公斤小锤头。

　　合肥院耐磨材料厂，靖江恒成厂，河北鼎基，宁国东信耐磨等球磨机一仓衬板，隔仓中集华骏，唐山水机厂，板，蓖板河北鼎基等球磨机一、二仓衬板，端衬板合肥院耐磨材料厂，广州有色，靖江恒成厂，徐州中通机械等2.2.3.各类高硬度高铬合金耐磨铸铁我国耐磨材料企业生产的各类高硬度高铬耐磨铸铁的化学成分，性能，使用范围及有关生产厂家见表7.表7-1.主要高硬度高铬耐磨铸铁的化学成分与性能化学成分力学性能牌号硬度注：。企业生产时根据使用工况在熔炼时加入适量的V、Ti、RE、B、Ni、Nb等各种复合变质剂及合金化元素，提高淬透性，获得硬度和韧性的*佳配念企业生产时的热处理工艺一般不对外说明。硬度和冲击韧性是热处理后的数值，冲击韧性由1010x55无缺口试样测定。

　　表7-2.主要高硬度高铬耐磨铸铁的使用范围及有关生产企业牌号使用范围部分生产厂家球磨机细磨仓衬板，磨球，宁耐总厂，马鞍山海峰，磨段鞍山矿山耐磨公司等球磨机衬板，中铬磨球广州有色院，宁耐总厂等合肥院耐磨厂，广州有色院，球磨机衬板，高铬磨球郑州玉升宁耐总厂，马鞍山海峰，宁国东信厂等合肥院耐磨厂，郑州鼎盛，细破碎机锤头，复合锤头，郑州玉升，苏北建机，山东临沂圣立磨磨辊，立磨磨盘衬板龙，麻阳武义精密铸造厂，中集华骏等。

　　复合锤头，大磨机分块隔仓板立磨磨辊，立磨磨盘衬板山东临沂圣龙，合肥院耐磨厂，郑州玉升中集华骏，河北鼎基衬板厂等从表5，表6，表7可知我国水泥磨机衬板耐磨材料根据不同规格不同部位采用不同的耐磨材料。新型干法水泥磨机前采用挤压辊磨，其1，2仓衬板可广泛采用高铬铸铁及高铬铸钢。大部分磨机衬板耐磨材料以各类合金钢为主。分别采用水淬，油淬，空淬等热处理方法。

　　我国水泥磨机衬板耐磨材料研制和生产我国水泥磨机衬板耐磨材料的研制根据我国金属资源具体情况，从节约资源和生产成本上考虑，水泥磨机衬板耐磨材料应该以各类合金钢为主。对前置辊压机的水泥磨机，可采用Crl3或Crl5无钥的高铬铸铁，高铬铸钢。

　　各类合金钢根据不同的热处理方法，选择不同的金属元素及不同的含量。

　　3.1.1.化学成分的设计原则。含碳量的确定：碳（C）扩大Y相区，降低Ms点，提高淬透性；碳是影响合金钢强度，硬度，禚性和淬透性的主要元素。碳量过高，钢中碳化物量过多，热处理后形成的是高碳片状马氏体，钢的硬度高而韧性低。而且热处理容易开裂；碳量过低铸件淬硬性不足，硬度低耐磨性不足。

　　碳含量对合金钢的冲击韧性和硬度有显著影响。在相同的热处理条件下，随着碳含量的增加，合金钢硬度趋于增高，而冲击韧性趋于降低。基于上述分析，根据不同的热处理方法，含碳量为。铬量的确定：铬（Cr）固溶于奥氏体中起固溶强化作用，提高钢的淬透性，铬元素对合金钢奥氏体转变曲线有较大的影响，增加铬不仅大幅度提高合金钢的淬透性，适合于空淬和油淬；而且铬使珠光体区和奥氏体区分离，淬火中得到马氏体的同时也能得到一定量的贝氏体。提高钢的强韧性。铬固溶强化基体，提高钢的耐腐蚀性能。同时铬与碳结合形成多种合金碳化物：“当含铬量增加到3.0%即可形成合金碳化物，有资料介绍1.0%C和4.0%Cr的钢，其组织中除铁素体和渗碳体（Fe，Cr）3C以外，又出现新的碳化物相（Cr，Fe）7C3.铬含量增加到5.0%时，钢中的（Fe，Cr）3C变成亚稳相，仅有铁素体和合金碳化物（Cr，Fe）7C3.（1）”。铬与碳的结合的能力大于铁和锰。因此可以在渗碳体中置换部分铁原子形成含铬的合金渗碳体（Fe，Cr）3C）。当含铬较高时可形成复杂型含铬碳化物，在钢中弥散分布，起到沉淀强化作用。铬固溶在奥氏体中提高钢的淬透性，使钢在热处理条件下的强度和硬度都得到提高。所以铬含量控制在3.5-5.5%；。含锰量的确定：锰大部分溶入铁素体，强化基体，提高强度，硬度和耐磨性；一部分锰在钢中易形成（FeMn）3C型碳化物，极少溶于a-Fe和Y-Fe中，使奥氏体等温转变曲线右移，提高淬透性；但锰是过热敏感元素，加热温度过高会引起晶粒粗大，增加回火脆性和残余奥氏体量，因此在合金钢中控制锰含量。8%-1.2%.低碳硅锰钢控制锰在1.0-1.4%.。含硅量的确定：桂无限固溶于铁素体中，提高屈服强度，提高屈强比（os/ob），桂在1.0%左右，不降低韧性，硅大于2.0%时性明显降低，增加回火脆性，硅溶于ot-Fe和丫-Fe中，缩小Y相区，使奥氏体等温转变曲线右移，提高淬透性；硅强烈降低钢的予热性，促使晶粒粗化，增加热裂倾向。合金钢中当硅主要起脱氧作用时控制硅在0.3-0.7%.对于低碳硅锰钢让其起强化作用时控制硅在1.2-1.7%.。钥（Mo）：钼明显提高钢的淬透性，固溶强化基体。钼促使C曲线中珠光体区和贝氏体区分离，并对珠光体区的推移较大。有利于淬火贝氏体形成。钼与铬，锰导致回火脆性的元素配合使用，能抑制和降低回火脆性。钼元素分布在共晶碳化物和基体组织之间，钼固溶在奥氏体中提高泮透性，增加奥氏体的硬度和耐磨性，特别是提高组织硬度的均性。钼能细化碳化物，提高材料的综合机械性能，在不降低硬度的情况下，提高韧性和耐磨性，在合金钢中钼是不可缺的合金元素。但钼价格高，一般加入0.2%-0.5%，中小型磨机衬板可不加钼，用其它元素代替，但不能全部代替，厚大铸件仍应加入适量的钼，提高淬透性，提高综合机械性能镇（Ni）：镍和碳不形成碳化物，它是形成和稳定奥氏体的主要合金元素。镍和铁以互溶的形式存在于钢中的a相和Y相中，使之强化，并通过细化a相的晶粒改变钢的低温性能，特别是韧性。镍由于降低临界转变温度和降低钢中各元素的扩散速度，因而提高钢的淬透性。镍是提高淬透性并有益于铸钢强韧性的合金元素。镍也是合金钢常用的元素，由于价高，很少加入，。铜（Cu）元素：铜和碳不形成碳化物，它在铁中的溶解度不大，和铁不形成连续的固溶体。铜在铁中的溶解度随温度的降低而剧降。因此，可通过适当的热处理产生沉淀硬化作用。

　　铜还具有类似镍的作用，能提高钢的淬透性和基体的电极电位，增加钢的抗腐蚀性。这一点对湿磨条件下工作的耐磨件尤其重要。耐磨钢中铜的加入量一般为0.3-1.0%，过高的铜量对耐磨钢无益钛元素：钛是化学上极为活泼的金属元素之一。钛和氮，氧，碳都有极强的亲和力。因此它是一种良好的脱氧去气剂。钛不和其他金属元素形成复合碳化物，它只和碳形成一种碳化物TiC，其结合力极强，极稳定，不易分解，在钢中只有加热到1000°C以上才能缓慢溶入固溶体中，在未溶入前，碳化钛（TiC）阻止钢晶粒长大粗化，因此采用钛细化晶粒。钛强化铁素体形成形成（TiC）碳化物提高硬度，缩小Y相区，使奥氏体等温转变曲线右移，降低过热敏感性；钛溶于固溶体时提高淬透性，形成碳化物时降低淬透性，延迟回火温度，可在较高温度下回火。考虑成本钛含量控制在0.08-0.13%.。稀土元素：稀土元素（RE）是很好的脱硫和脱氧剂。钢中加入适宜的稀土元素（RE）孕育变质处理，可以脱氧，脱硫，脱氢，减少夹杂物，净化钢液。稀土能去除钢中的氢，氮等气体，使成分趋于均匀，减少枝晶偏析，改善金属夹杂物形貌，大小和分布，并使晶粒细化。提高钢液流动性，减少铸造应力，提高铸件抗热裂能力。细化晶粒，抑制柱状晶的发育生长，提高中碳合金钢中板条马氏体数量，减少片状马氏体的比例。提高钢的综合力学性能和耐磨性硼元素：硼缩小丫相区，使奥氏体等温转变曲线右移，强烈提高淬透性；加入微量的硼即可代替铬，镇，钼，保持必要的淬透性，加入量大则脆性大，一般为0.003-0.007%.（1）目前许多合金钢生产厂为节约材料成本，已经基本不加钼，镍等稀贵金属，采用微量元素，采用各种变质剂，并通过改变热处理工艺来提高合金钢的淬透性，耐磨性。其中采用一些单位制造的复合重稀土变质剂含有钒钛硼等多种微量元素。对提高合金钢的综合性能具有良好效果3.1.2.合金钢化学成分的设计根据上述化学成分的设计原则，以我们研制的。ZG48Cr5MoNiVTiBRE系列多元合金钢为例，化学成分中以碳，铬，为主元素，加入微量钼，镍，钛，稀土，硼等多种元素，它们相互配合相扶相成。钛细化组织，产生沉淀强化作用，增加硬相质点的数量，弥补碳含量低造成的硬度不足；硼强烈提高淬透性；稀土不仅细化组织，净化晶界，改善碳化物和夹杂物的形态和分布，提高抗疲劳性，并提高低合金钢的韧性（2）。ZG48Cr5MoNiVTiRE系列多元合金钢的化学成分设计如表8. 3.2.国内水泥磨机衬板耐磨材料主要生产方法3.2.1.水泥磨机衬板铸造生产方法我国目前大多采用普通水玻璃砂，粘土砂等砂型铸造，近年来一些厂采用EPC消失投铸造和真空V法铸造。水泥磨机衬板的各种铸造方法如下图：表8.ZG48Cr5MoNiVTiRE系列多元合金钢化学成分设计元素使用部位牌号一也衬板、出料篦板牌隔仓板、号磨头端衬板二仓衬号板、矿山二级磨筒体衬板注（1）成分中的Mo、Ni、V根据使用部位和具体工况条件适当加入；（2）Cu提高淬透性；Ti细化晶粒提高硬度；RE变质夹杂、细化晶粒、脱氧、去气应该加入；为提高硬度增加C、Cr含量：为提高禚性降低C、Cr含量；可以用加入W、B等元素提高淬透性和硬度。

　　（5）可以加入0.3%的重稀土，代上述微量元素。

　　为水玻璃石英砂铸造生产的磨机衬板；为EPC消失模铸造生产线及磨机衬板铸件；为采用V法铸造生产的磨机衬板。

　　-1.V法铸造用球磨机衬板型板-2.简易V法铸造生产的磨机衬板2.2.水泥磨机衬板铸件热处理生产方法以合金钢为例水泥磨机衬板的各种热处理方法如下图：为空淬喷雾热处理生产的中碳中铬合金钢磨机衬板；为油淬热处理的中碳合金钢衬板铸件；为水淬热处理生产的低碳硅锰钢磨机衬板。

　　从-看出我国水泥磨机衬板的铸造生产工艺，热处理工艺设备已经具较高水平。

　　但发展不平衡，许多耐磨材料厂铸造方法还比较落后；热处理设备工艺还不够完善。有待进一步完善和提。

　　水泥磨机衬板耐磨材料研制和生产的评议水泥磨机衬板耐磨材料的化学成分我国水泥磨机衬板材料近年来发展各类合金钢，为了节约成本尽量少用稀贵合金，采用加入微量元素，提高淬透性，使之产生马氏体，贝氏体组织，通过加入各种变质剂脱氧去气，细化晶粒，提高耐磨性能，这是可取的。

　　但是有的单位对一些主导合金元素也减量。这对提高综合性能，对提高衬板的耐磨性能是不利的。

　　我们从表3和表4德国03.8mxl2.84m球磨机衬板材料的成分和热处理情况可知，他们1仓和隔仓板都是采用碳（C）：0.35%-0.42%；铬（Cr）：4.8%-5.5%.采用1010°C油淬，500°C回火。硬度达到HRC56，可知有优异耐磨性能。至于他们含有高量的钼、钒等稀贵元素不可取，但主导元素铬提高到4.5%是值得的。在本文3.1.1.化学元素设计原则中。关于铬元素的作用指出：铬与碳结合形成多种合金碳化物：“当含铬量增加到3.0%即可形成合金碳化物，有资料介绍1.0%C和4.0%Cr的钢，其组织中除铁素体和渗碳体（Fe，Cr）3C以外，又出现新的碳化物相CCr，Fe）7C3.铬含量增加到5.0%时，钢中的（Fe，Cr）3C变成亚稳相，仅有铁素体和合金碳化物（Cr，Fe）7C3.（1）”实际材料的耐磨性能，除保证基体为一定的组织外，要靠碳化物的高硬7C3硬度HV1800左右。可见提高含一定的铬量，对提高耐磨性能十分有利。

　　实际我国有些单位的空淬合金钢含铬量在（Cr）5.0%时耐磨性能良好，使用寿命达到3年以上；特别是近年来有的单位把原ZG42MnSi2Cr2的铬提高到（Cr）4.5%，在￠4.2米磨机使用寿命比原来（Cr）2.0%含量的提高一倍以上，可见提高主导元素含量，成本提高不多，耐磨性大幅提尚，是十分可取的。

　　在化学成分选择时一方面要根据衬板的不同部位受冲击受磨损不同，选择不同的合金钢或高铬铸铁等不同的耐磨材料；另一方面当选择某种合金钢时，要通过调整含碳量提高硬度及韧性。

　　磨机衬板耐磨材料的冶炼我国耐磨材科的冶炼工艺比较落后，冶金质量差，目前只靠加造渣剂，脱氧剂解决去夹渣去气问题，但很不彻底，钢水纯净度差，加变质剂细化晶粒的措施有明显效果，但一定要注意加入方法，加入时间，加入量的多少。

　　近年来有的单位开始采用炉外精炼，这是有效途径，一般是在炉内或在钢包内吹氩气纯净钢水效果好应该推广冶炼￥严格控制出钢温度，特别是控制浇注温度，在能够充满铸型的条件下，低温度浇注，获得细晶粒组织，提高耐磨性。

　　衬板的铸造工艺我国衬板耐磨材料仍然以砂型铸造为主，应该大力发展EPC消失模铸造，V法铸造，这不仅能提高铸件内在质量和表面质量，而且解决型砂回用问题，减少废物排放，利于环保。

　　应该大力发展。在采用新的方法中，应因地制宜，品种少数量多的一仓二仓衬板采用V法铸造；隔仓板，篦子板采用EPC消失模铸造；可采用同一真空系统，砂箱，模型分别制作。这种工艺是今后发展方向之一。

　　磨机衬板的热处理近年来我国衬板耐磨材料根据不同的化学成分设计，分别采用空淬，油淬和水淬合金钢。采用油淬合金钢及水淬合金钢一方面以提高冷却速度，提高材料淬透，节约提高淬透性的金属材料，从而节约成本：另一方面也使磨机衬板淬火冷却速度均匀，性能均。但是一定采用先进的热处理设备，采用先进的工装和先进的热处理工艺。热处理操作一定要认真仔细。淬火温度，保温时间一定按工艺要求进行。否则奥氏体化不充分冷却后得不到理想的金相组织。如果操作不当，各别铸件低温淬火，也得不到理想的金相组织。某厂同炉衬板件，成分相同，但使用中各别的开裂，看组织粗大，本来应该是马氏体，少量下贝氏体；结果是珠光体组织，造成即开裂，又不耐磨。今后应该大力发展连续热处理炉，尽量减少人为因素，既省入力又确保热处理质量。