各种矿山在生产过程中要产生许多渣浆,渣浆必须抽排。渣浆中含有很多硬质矿粒,对渣浆泵过流部件护套、叶轮、前护板、后护板产生高速冲刷,切削摩擦和腐蚀磨损作用,使其很快穿透而失效。若材质和生产工艺选择不当,护套使用十天左右就报废。渣浆泵过流部件护套、叶轮等是易损件,各种矿山的消耗量是很大的。

 

渣浆泵易损过流件有:护套、叶轮、前护板、后护板,其中以护套磨损最严重。以护套为例进行说明,其它铸件材质选择和护套相同。

 

比较而言改型高铬铸铁护套使用寿命最长,寿命价格比最优。镍硬铸铁价格较高,尤其是要消耗大量的贵重合金元素镍,我国镍矿资源又贫乏,所以选镍硬铸铁不合适。奥贝球铁是一种新型耐磨材料,国内也有人用它生产渣浆过流部件,奥贝球铁用于生产矿浆高速冲刷磨损的渣浆部件时耐磨性不如高铬铸铁。且奥贝球铁生产工艺比高铬铸铁复杂,生产工艺过程不易控制。普通高铬铸铁虽然硬度较高,使用寿命比其它几种材料都长,但它太脆,在矿粒高速冲刷时金属材料脱落磨,磨面上腐蚀凹坑较严重。不能使高铬铸铁的耐腐蚀性能和强韧性更高一些,组织更细密一些,在矿粒高速冲刷时金属材料就不易从本体脱落,耐磨性就会大大提高。以腐蚀角度来看,Ｃｒ15Ｍｏ1Ｃｕ1高铬铸铁作为护套的材质并不理想!应选择含铬的Ｃｒ28高铬铸铁。

 

但Ｃｒ28含铬太高,铸件成本太高,所以从经济角度考虑不太适宜,因此我们试制改型高铬铸铁渣浆过流部件。高铬铸铁的金相组织是马氏体+碳化物+残余奥氏体,奥氏体比马氏体韧性高,减少马氏体含量,增加奥氏体含量,有利于改善高铬铸铁的韧性。并且这种奥氏体是碳过饱和的,富含铬的固溶体,所以强度也高。这种奥氏体和高锰钢金相组织的奥氏是不相同的。我们选两种金相组织高铬铸铁生产护套,第一种是马氏体+碳化物+少量残余奥氏体;第二种是奥氏体+碳化物+部分马氏体,经实际使用,前者的寿命不如后者长。这种现象说明,护套在服役中除过磨损以外,还与腐蚀有关。因为矿浆对金属材料具有腐蚀作用,而奥氏体比马氏体抗腐蚀性强。要想使高铬铸铁的金相组织得到一定的奥氏体,有以下几个途径:第一,增加铬含量。铬元素扩大奥氏体相区,降低相变温度,奥氏体含量随着铬含量的增加而增加。第二,添加镍和锰元素。镍元素强烈扩大奥氏体相区,降低相变温度,当镍元素增加到一定量时,奥氏体相区甚至扩大到室温状态。锰能部分代替镍,具有和镍相似的性能,但作用比镍弱。但镍的加入量不宜太多,镍过量后护套反而不耐磨。第三,添加提高淬透性的元素,如铜、钼、钨等。护套壁厚不大,所以这些元素加入微量即可。奥氏体并非越多越好,而是有一定最佳含量,超过最佳含量后护套耐磨性就下降。碳化物的性能和形状对护套的耐磨性影响很大。