葉片是拋丸機(jī)中最容易磨損的零件，也是機(jī)械工業(yè)中消耗較大的磨損零件。它的使用壽命對(duì)合金材料和資金的利用率以及拋丸機(jī)的生產(chǎn)效率有很大的影響。近年來(lái)，人們對(duì)高鉻白口鑄鐵及其在拋丸機(jī)葉片上的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究，大大提高了葉片的質(zhì)量和性能。今天，青島華盛泰拋丸機(jī)小編給大家介紹一下：

　　一、葉片的失效形式

　　拋丸機(jī)主要由葉輪、定向套筒、分丸輪和葉片組成。工作時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)速高達(dá)2000轉(zhuǎn)/分以上。大量的射彈從葉片的入口端通過(guò)彈丸分離輪被拋入，使得葉片受到射彈的沖擊。此后，一方面，在科里奧利慣性力的作用下，射彈以很大的正壓力壓在葉片上。另一方面，在離心力的作用下，它以非常高的速度向出口端移動(dòng)。離出口端越近，葉片上的正壓力和射彈向外的運(yùn)動(dòng)速度就越大。最后，以60-80米/秒或更高的速度將其拋向待清潔工件的表面。此外，出口處的葉片還以較高的相對(duì)速度與大量反彈射彈碰撞，并承受較大的局部沖擊應(yīng)力。

　　可以看出，在葉片的工作過(guò)程中，表面不僅由于與彈丸的強(qiáng)烈摩擦而磨損，而且受到彈丸的沖擊而產(chǎn)生局部沖擊應(yīng)力。因此，葉片的主要失效模式是沖擊磨損。沖擊應(yīng)力加劇了磨損過(guò)程，使帶有微裂紋和鑄造缺陷的葉片因斷裂而失效。

　　彈丸的材料主要是白口鑄鐵丸和鑄鋼丸，它們對(duì)葉片的磨損過(guò)程有不同的影響。鐵球的硬度較高，但當(dāng)它們與刀片碰撞時(shí)，很容易破碎，形成尖銳的尖角。當(dāng)它在刀片上以很大的壓力移動(dòng)時(shí)，刀片會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的切削磨損。鋼丸的硬度較低，但不容易開(kāi)裂，能保持圓鈍的外觀，對(duì)刀片的切割效果較弱。因此，由鋼丸制成的刀片的使用壽命比由鐵丸制成的刀片的使用壽命長(zhǎng)得多。

　　為了提高葉片的抗沖擊磨損能力，要求材料不僅要有高硬度，還要有足夠的韌性。

　　二.葉材料和化學(xué)成分的選擇

　　國(guó)內(nèi)外，高鉻白口鑄鐵(含鉻13% ~ 22%)主要用于拋丸機(jī)葉片。與低鉻或中鉻白口鑄鐵相比，它具有以下特點(diǎn):

　　(1)中低鉻白口鑄鐵中，共晶碳化物為M3C型，硬度低(800 ~ 1100 HV)；高鉻白口鑄鐵中的共晶碳化物為M7C3型。

　　硬度高達(dá)1300~1800HV，具有較高的耐磨性。

　　(2)中低鉻白口鑄鐵中M3C型碳化物呈網(wǎng)狀分布，切斷了基體的連續(xù)性，降低了鑄鐵的韌性，而M3C 3型碳化物呈塊狀，顯著提高了基體的韌性；

　　(3)熱處理可以改變基體結(jié)構(gòu)，有利于調(diào)整硬度和韌性，達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。

　　其化學(xué)成分的測(cè)定原理是:

　　(1)鉻和碳的含量比率應(yīng)控制在4.0至8.0 [7]之間。鉻和碳是決定高鉻鑄鐵組織和性能的主要元素。它們具有很強(qiáng)的親和力，可以形成碳化鉻，碳化鉻可以溶解在奧氏體中并強(qiáng)化金屬基體。鉻和碳含量的比率決定了碳化物的類型:當(dāng)該比率超過(guò)4.0時(shí)，幾乎所有高硬度的M7C3碳化物都形成了，從而提高了材料的整體硬度和韌性。鉻和碳的含量也決定了高鉻鑄鐵中碳化物的體積分?jǐn)?shù)。碳化物的高體積分?jǐn)?shù)有助于提高耐磨性，但韌性降低。因此，含碳量超過(guò)310%的高鉻鑄鐵主要用于中低應(yīng)力磨損條件。然而，當(dāng)碳含量低于310%時(shí)，它主要用于高應(yīng)力沖擊磨損條件。

　　拋丸機(jī)葉片壽命的研究現(xiàn)狀

　　表1兩種高鉻耐磨白口鑄鐵的牌號(hào)和化學(xué)成分

　　(2)為了提高淬透性，可以適當(dāng)添加鉬、銅和其他元素[8]。一部分鉬進(jìn)入碳化物，一部分溶解在奧氏體中。溶解在奧氏體中的鉬和銅的共同作用可以進(jìn)一步提高淬透性。鉬含量可達(dá)3.0%。盡管銅能提高淬透性，但它在奧氏體中的溶解度很小(約2.0%)。為了防止游離銅在晶界沉淀，銅含量不應(yīng)超過(guò)1.2%。

　　(3)為了提高耐磨性，可以加入強(qiáng)碳化物形成元素，如釩[9)、鈮[10]等。釩和鈮的加入可形成硬度高達(dá)2600～2800 HV的非常穩(wěn)定的VC和NbC，并可防止奧氏體晶粒長(zhǎng)大。

　　三、葉片微結(jié)構(gòu)的要求

　　高鉻鑄鐵的鑄態(tài)組織是共晶碳化物M7C3+奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。硬化熱處理后，顯微組織為共晶碳化物+次生碳化物+馬氏體+殘余奧氏體。高鉻鑄鐵的基體組織和碳化物對(duì)葉片的耐磨性和韌性有很大影響。

　　3.1矩陣結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足葉片的工況要求

　　熱處理后葉片的基體組織主要為馬氏體+殘余奧氏體。通過(guò)熱處理，馬氏體的含碳量和硬度能夠滿足葉片的工作條件。當(dāng)使用鐵球時(shí)，刀片主要受到切削磨損，馬氏體應(yīng)具有高碳含量以確保足夠的硬度。使用鋼丸時(shí)，葉片的失效主要是產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致材料剝落，因此馬氏體中的碳含量應(yīng)適當(dāng)降低，以提高韌性[1]。

　　至于殘余奧氏體的作用，有人認(rèn)為[4，11]對(duì)耐磨材料的磨損特性有有利的影響。殘余奧氏體越多，韌性越好。這是因?yàn)閵W氏體具有防止碳化物間裂紋擴(kuò)展的能力。有人還認(rèn)為，[12]當(dāng)葉片在反復(fù)沖擊條件下工作時(shí)，殘余奧氏體在反復(fù)沖擊下會(huì)發(fā)生馬氏體相變，這將促使基體開(kāi)裂和材料剝落。

　　一些國(guó)外工廠生產(chǎn)的高鉻鑄鐵刀片指出，大多數(shù)耐磨刀片含有不到5%的馬氏體基體。

　　殘余奧氏體。殘余奧氏體越多，使用壽命越短。這就提出了提高葉片耐磨性的基體結(jié)構(gòu)要求。3.2定向或細(xì)化碳化物

　　當(dāng)高鉻鑄鐵的鉻含量超過(guò)10%時(shí)，顯微組織中的碳化物主要由M7C3碳化物組成，連續(xù)性較差。這些碳化物嵌在基體中，有利于提高鑄鐵的韌性。

　　做愛(ài)。然而，碳化物的取向和尺寸對(duì)高鉻鑄鐵的耐磨性也有很大的影響。有兩種方法可以改善其取向和尺寸:首先，在鑄造過(guò)程中，鐵水依次凝固以獲得定向排列的碳化物[1(見(jiàn)圖1)。該碳化物垂直截面硬度為1989HV，明顯高于縱向截面硬度1450HV。當(dāng)磨損表面垂直于碳化物纖維的方向時(shí)，它具有更好的耐磨性。

　　另一種方法是在熔煉過(guò)程中進(jìn)行變質(zhì)處理，以精煉鑄態(tài)碳化物。熱處理后，碳化物的圓度進(jìn)一步提高，削弱了對(duì)基體的分裂作用，從而有效地提高了韌性。

　　有人選擇了RE2B2V對(duì)高鉻鑄鐵葉片進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理。最佳配比為re2s2鐵:0.3% ~ 0.6%(添加量)，硼:0.06% ~ 0.08%，釩:0.1% ~ 0.3%。鑄態(tài)試塊的沖擊值可達(dá)8 ~ 16j/cm2。

　　有人研究了稀土、釩、鈦和硼變質(zhì)對(duì)高鉻鑄鐵的影響。結(jié)果表明，碳化物呈塊狀，隔離程度明顯提高，尺寸也明顯細(xì)化(見(jiàn)圖2)。韌性增加60% ~ 160%，磨損失重減少17% ~ 47%，但硬度變化不明顯。

　　有些人使用既含有能強(qiáng)烈形成碳化物的元素又含有能強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素的材料進(jìn)行改性處理，從而細(xì)化晶粒，分離碳化物，并明顯降低硫和氧含量。因此它

熱處理后的沖擊值高達(dá)8.3 ~ 13.2焦耳