磨浆机筒体新材料的开发及成型工艺研究

论文摘要

首先利用数码金相显微镜、扫描电镜(FEI Sirion)等分析手段,对国外进口筒体材料的组织、成分进行了分析,提出了新材料开发的设想。其次,利用对比实验的方法进行了耐磨耐蚀铸铁(NMS 铸铁)新材料的开发,探讨了加入不同质量分数的Ni、C 对NMS 铸铁组织和性能的影响规律,实验结果表明:在C、Cr 含量一定的情况下,随着Ni 含量的增加,NMS 铸铁中奥氏体的含量持续增加,NMS 铸铁的硬度先增加后降低,且在含Ni 量为4%时,硬度最大,NMS 铸铁的耐磨性最好,此时耐蚀性也最好;NMS 铸铁的韧性随着Ni 含量的增加先增加后降低,且当Ni 含量为6%时,NMS 铸铁的韧性最好;在Cr、Ni 含量一定的情况下,随着C 含量的增加,铸铁中的碳化物数量增加,硬度增加,耐磨性提高,冲击韧性下降,耐蚀性能先增加后下降,且在C 含量为2.8%时,耐蚀性最好。进而探索了用NMS 铸铁生产双螺旋辊式磨浆机筒体的离心铸造工艺,就涂料的选择、模具温度、铸型转速等进行了研究,结果表明:涂料的厚度和涂覆工艺直接影响铸件表面组织和气孔、夹杂等缺陷,涂料的厚度应控制在2.0～3.0 mm 之间,涂料采用喷枪喷涂工艺;浇注时模温要控制在450℃左右,模具温度太低铸件容易出现冷隔和裂纹等缺陷;转速是影响铸件质量的最重要因素,转速低,铸件出现淋落缺陷,转速高,铸件冷却速度快,铸件容易出现分层等缺陷,转速应控制在1400r/min。离心铸造后的组织得到了明显细化并呈定向生长,而且组织的致密性比普通砂型铸造组织致密性显著提高,断口出现大量韧窝,铸件韧性也有很大程度的提高。最后,通过离心铸造生产出双螺旋辊式磨浆机筒体。实验结果表明使用寿命是传统材料的3 倍,而生产成本与传统材料相近。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 双螺旋辊式磨浆机特点及发展现状
• 1.1.1 双螺旋辊式磨浆机的特点
• 1.1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.2 耐磨材料的发展现状
• 1.2.1 抗磨白口铁
• 1.2.2 高锰钢
• 1.2.3 贝氏体球铁
• 1.2.4 新型复合材料
• 1.3 本课题研究内容
• 第2章 进口筒体材料分析及新材料开发建议
• 2.1 引言
• 2.2 进口材料的组织分析
• 2.3 进口材料的能谱分析
• 2.4 进口材料的化学成分
• 2.5 进口筒体材料的硬度
• 2.6 新材料开发建议
• 2.7 本章小结
• 第3章 磨浆机筒体新材料的开发
• 3.1 引言
• 3.2 试验方案的确定
• 3.3 试验材料
• 3.3.1 试验原材料
• 3.3.2 配料计算
• 3.4 熔铸工艺
• 3.5 组织形貌观察及性能测试方法
• 3.5.1 试样铸态组织观察方法
• 3.5.2 试样的硬度测试方法
• 3.5.3 冲击韧性的测试方法
• 3.5.4 湿磨损性能的测试方法
• 3.5.5 耐蚀性能的测试方法
• 3.5.6 试样断口形貌分析
• 3.6 试验结果及分析
• 3.6.1 NMS 铸铁成分对组织的影响规律
• 3.6.2 NMS 铸铁成分对硬度的影响规律
• 3.6.3 NMS 铸铁成分对冲击韧性影响规律
• 3.6.4 NMS 铸铁成分对湿磨损性能的影响规律
• 3.6.5 NMS 铸铁成分对腐蚀性能的影响规律
• 3.6.6 断口分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 磨浆机筒体成型工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验方案及试验方法
• 4.2.1 铸型转速
• 4.2.2 涂料
• 4.2.3 模具温度
• 4.2.4 合金定量
• 4.2.5 浇注
• 4.2.6 铸件脱模温度
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 离心铸造工艺参数对铸件型貌的影响
• 4.3.2 铸件微观组织分析
• 4.4 应用验证
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢