如何判定高性价比的耐磨材料（上）

　　如何提高新型干法水泥企业的运转效益，并可以采购到高性价比的耐磨材料始终是大家共同关心的课题，但是在具体操作中，能在采购之前就了解耐磨产品的性能，却并非是件容易的事，所以，最后采购企业只能以价格低廉作为采购准则。如此下去，最后受损失的不仅是高性价比的制造商难以为继，更是选择产品的用户自身无法从高性价比的装备中受益。

　　那么如何去衡量高性价比的耐磨材料呢?这其中自然有它们的共性：除了要比较使用寿命与价格之外，还应该要求该材料的寿命周期与设备年检时间相配，否则要增加单独更换配件的成本，或者要付出不及时更换配件而使系统带病运转的代价。

　　下面介绍耐磨钢板、耐磨辊面、耐磨钢球、耐磨铸件、耐磨陶瓷等五类产品的高性价比具体鉴别方法。前两种材料是堆焊耐磨材料，后两种材料是以铸造技术为基础，最后一种是非金属耐磨材料。

　　一、高性价比耐磨钢板的判定方法
　　1.复合耐磨钢板的先进耐磨机理
　　在普通钢板上堆焊以碳、铬为主要成分的耐磨层，是提高复合铜板耐磨性能的传统作法。为了提高堆焊表面的硬度及耐磨性，堆焊材料的成分中含C量应该高于4%为好（硬质相析出，碳化物多，起骨架作用，所以耐磨），但实际上大于4%是比较困难的（国外加碳化铬，可以大于4%，但价格高昂，国内只能用高碳铬铁，无法达到4%）。为此，学者们开始研究增加B和R e 元素，以弥补C元素的不足，并已经将此研究成果成功应用于工业实践中。

　　事实证明，由这类堆焊材料组成的堆焊层，较大改善了以下几方面的性能：
　　（1）强化基体，使耐磨层的表面硬度提高HRC60以上，尤其是高温条件下（800℃~1000℃）硬度增加更为明显。

　　（2）形成的硬质相主体由金属碳化物改变为金属碳硼化合物，使其硬度大大提高。

　　（3）使堆焊表面材料具有自熔性和自愈合作用，即当表面出现较大裂纹时，通过非熔化极的电弧熔化过程可以使裂纹自行消失。

　　（4）堆焊层更牢固。因为堆焊过程中，堆焊材料防止了原有基板中的成分向堆焊层中渗透，即防止所谓“稀释”作用，而且使堆焊的耐磨成分向基板内部“反渗透”。这种反渗透不仅加强堆焊物质与原基板结合的牢固程度，而且由于这种合金的液相表面张力低，使最后形成的堆焊表面更为平滑。

　　2.耐磨复合钢板质量差异的识别方法
　　由于耐磨钢板能大幅提高水泥生产中磨损严重部件的寿命，因此得到大多用户的青睐。不过市场上已充斥大量耐磨钢板，质量性能差异极大，价格差异也大。因此，有必要在采购中掌握识别方法：

　　（1）耐磨钢板的板面焊道光滑程度及平整度，越光滑平整越好。硬面层厚度表面产生细裂纹越密，硬度越高；硬面层越均齐，磨损及磨耗寿命越长；硬面层表面与内层硬度差异越小越好。

　　（2）可以要求厂商提供样品自行送至授权的化验机构进行G -65试验，凭其耐磨耗度选材。

　　（3）检验C r 、C 、B 等主要化学成分。

　　（4）通过允许卷曲半径判断，卷曲半径越小，说明焊接后的结合强度越大。

　　3. 几种耐磨钢板的比较
　　目前国内市场常见的高挡耐磨钢板有瑞典进口的哈道斯板、台湾生产的U P 板及国内生产的三盾双金属复层耐磨钢板。前者属于经热处理的合金贝氏体型材料，UP属于碳化物型复合钢板，后者则是碳硼化合物型的复合钢板。

　　哈道斯板是世界知名品牌的非复合型耐磨钢板，为瑞典钢铁奥克隆德公司的独家产品。它具有很好的耐冲击韧性和工件曲率半径较小时要求的弯曲性能，因此，用它制作的配件很少有开裂等损坏。用哈道斯钢板制作的配件寿命比一般16Mn配件要高3倍以上。但由于该钢板在高温下会退火，硬度降低，因此不适宜在熟料煅烧系统中使用。UP板是对选定的基板实施加粉堆焊工艺，即在埋弧堆焊过程中，将耐磨合金粉末材料按一定重量比送入焊接熔池中，使合金粉末与焊丝一起熔化，凝固结晶后形成高耐磨合金堆焊层。它的耐磨性能是哈道斯板的4倍。三盾双金属复层耐磨钢板是采用在普通钢板上平铺自熔合金块，采用非熔化极电弧自动堆焊工艺，实现熔敷一定厚度的耐磨合金的目的。这种独特具有专利技术的焊接工艺，根据基板厚度等因素可以对焊接电流、电压调节，并通过对焊接弧高、焊头移动速度及摆动速度的稳定控制，不仅适用于大面积钢板的堆焊速度，提高生产效率，而且更有利于保证堆焊质量的均匀。加之独特的焊药配方，使其钢板的耐磨寿命比UP板还要高1/3以上，而且这种耐磨性还能经受一定的高温。

　　二、高性价比磨辊面修复的判定
　　1.优秀辊面修复厂家条件
　　随着辊压机、立磨的使用日益广泛，进行辊面修复的企业也越来越多。作为水泥企业，磨辊的修复是一件大事，往往要停产数日，耗资数十万元。一种办法是购置耐磨焊条焊丝，在现场直接对损坏的辊面进行补焊；另一种办法是将损坏的磨辊运至修补厂，重新全面堆焊。一般辊压机用第一种方法进行现场补焊2~3次之后，就应该运至修补工厂进行大修，因为一方面是由于磨辊运行一段周期后，就会有金属疲劳，另一方面现场补焊的焊接与热处理条件不够好，都会使修补的质量越来越差。

　　不论何种方式修补，都需要确定优秀的焊丝生产厂家及辊面的修复厂家。判断优秀厂家应该满足如下条件：
　　（1）应该首先了解辊磨设备的使用环境及条件，而不是盲目推荐焊丝及堆焊方法。因为辊面损坏一般分两种受力机理：一种是磨粒磨损，另一种是疲劳磨损。两种情况对所需要的焊接材料提出了不同的要求，前者要求材料具有较高的硬度，后者需要材料具有较高的韧性。现场情况往往是两种典型的受力情况错综复杂的交织在一起，它与磨辊粉磨物料的特性及运行状态有关。实践证明，那种期望研制出适用于各种工况的万能焊接材料是不现实的，必须根据不同磨损机理对症选择，使用不同的耐磨堆焊材料。因此，承担修复的厂家必须具有检查磨辊磨损情况及分析其磨损原因的能力。

　　（2）具备准确提供不同性能焊接材料的能力。对自身不能生产焊丝的企业很难完成这项工作，只能以不变的焊接材料应变不同的磨损情况，事实证明，这是磨辊修复的大忌。

　　（3）拥有不断进步的先进焊接工艺与焊条性能及焊接条件对应。

　　（4）最终的衡量标准是修复后磨辊能使用最长时间，至少应能保证达到8000小时(矿渣磨除外)。

　　（5）发挥供货商的最大优势，集中全国主要类型的磨辊规格及主要磨损机理，在用户提出要求后，半月内便可为用户提供备用辊，使用户受益最大化。

　　三、高性价比钢球的判定方法
　　1.优质钢球的技术指标
　　（1）单位水泥球耗低：该指标与被研磨物料的易磨性有关，更与正确操作参数的选择及助磨剂的选用有关，但在这些因素相对固定之后，最终表现吨水泥钢球的消耗量应该在30g以下，目前最先进的指标不大于15g/t。显然，后者的使用寿命将是前者的1倍。而且，硬度大的钢球其刚性高，没有弹性缓冲能量的消耗，有利于提高磨机产量，提高相同粉磨时间下的产品比表面积。

　　该指标的实现不仅取决于钢球原料成分的正确配比，而且还与成型浇注工艺及热处理工艺有重要关系。用户不要轻易相信制造商许诺的高铬高镍比例，而应当随机取样送到有资质的检验部门检验，也不要轻易相信制造商所介绍的浇注与热处理工艺，而是实地了解制造商实施这些工艺的保障设施与装备能力，更要调查已经使用其产品用户的实际应用数据。

　　（2）碎球率低：当钢球硬度较高时，所表现的韧性下降，脆性相应增大，尤其是热处理不好时，内在残存的应力更大，使钢球炸裂。炸裂后的钢球不仅不能起好的研磨作用，还增加对其它钢球的磨损。因此，优秀钢球使用后的碎球率应小于1%。

　　（3）不使用钢锻，而改用小直径钢球。为进一步降低磨机电耗，目前国际上粉磨机理的研究已经表明，小直径钢球比钢锻的研磨效果更好，因为钢球在磨内的排列比钢锻有序，运行轨迹固定，不易向上携带物料，增加物料受研磨的机会。所以，用钢球时物料在磨的轴向运动慢、混合好、产量高、细度细、能耗低；相反，认为钢锻的比表面积大，有利于细磨是传统观念，实际上钢锻的排列秩序乱，运动无序，并不能发挥出想象的比表面积大的优势，而且易将物料抛至空中减少研磨机会，导致研磨效果事与愿违。之所以当前国内小钢球的使用效果并不好，是因为钢球的硬度不够，为什么使用废轴承珠作为钢球的效果好呢？因为制作轴承必须使用纯净的轴承钢材，大型轴承企业都有自己的纯净度极高的轴承钢生产基地，只有这种钢材才能使轴承由于内部杂质失效的可能性趋近于零，这是轴承寿命提高的关键。

　　2.优质钢球质量差异的判别方法
　　（1）钢球洛氏硬度HRC一般要大于62。而且全球硬度均齐，不会发生使用后同直径钢球大小不一，甚至变为非圆形研磨体的情况。

　　（2）钢球要同时具备较高的韧性，优秀铸造厂商要进行aK值的冲击测试，要确保该值在5%~7%以上。与此同时，应该用金相显微镜检测每平方毫米的晶粒数要达7~8万个，该晶粒数越多、越均齐，表明材料的韧性越高。

　　（3）钢球的表面光滑，浇冒口面积占钢球的总表面积小。降低钢球在浇冒口处的无效磨耗，有利于降低能耗，提高产量，这是判定制造商铸造水平的重要标准。

　　（4）能向用户提供炉前光谱分析等一系列检验报告，敢于在合同中明确承诺。

　　（5）能使用六角磨对钢球进行全数检验，无碎球出厂，且无氧化皮夹杂其中。

　　3.优质钢球制造商应当具备的条件
　　（1）先进的铸造工艺装备：采用国际先进的无水化生产工艺，即使用完全干燥的树脂沙敷在金属膜上，完全消除由于水玻璃水分可能引起的气孔、夹渣等铸造缺陷，使产品质量有质的飞跃；而且要改善铁碳比，充分适应淬火要求。

　　（2）企业具有完善的质量保证体系，认真实施产品质量的检验与控制程序。对进厂的原料必须分析化学成分，不合格者退货；拥有高性能的光谱仪，能对每炉钢水进行浇注前的炉前分析，当主要元素含量不合格时不能进行浇注；成品出厂前的检验内容有：对钢球硬度用洛氏硬度测定仪抽样测试；每批钢球进行抽样切割检验及无损探伤检验，判断钢球内部的孔隙率；定期对钢球进行疲劳性落球实验，确保在5000次以上不产生开裂及掉皮。

　　（3）能做到对出厂钢球全数检验，不仅合格无碎裂，而且能做到钢球磨损一致、均匀。
　　

（未完待续）