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如何增加抛丸机叶轮叶片的使用寿命?

如何增加抛丸机叶轮叶片的使用寿命?

为了使抛丸机尤其是耐磨件使用寿命增加,我们做了大量的实验分析,抛丸机本身就是一种自残性机械,分析耐磨件的磨损原因找出增加其寿命的方法一直是抛丸机行业的重要课题。

钢丸在被抛丸机叶轮等加速的同时,产生的冲击力不断地抛打叶轮,使其基体组织发生形变,表层的基体组织因钢丸的抛打挤压产生流动,在宏观上表现为凹凸不平的孔洞,微观上则是金属键受外力影响变形甚至断裂。叶轮表层的氧化层保护膜经过钢丸的冲击被逐渐侵蚀,裸露出叶轮基体,经侵蚀的氧化层无法在起到保护作用,再经过钢丸冲击则会使叶轮基体产生流失,当弹丸停止冲击叶轮时就会在表面产生坑洞,下批钢丸继续抛打周而复始造成其磨损。

叶轮在运动过程中处于高速回转状态,此时叶轮受到钢丸的压力也是一个周期循环的力,抛丸机叶轮大部分处于低应力状态,但是会存在应力集中点,而叶轮材料普遍是脆性材料,钢丸长时间冲击之后会在应力集中点首先产生疲劳裂纹,使叶轮产生静载断裂。那么为什么不采用塑性材料铸造叶轮?

对于由塑性材料制成的构件,应力集中虽对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。但是应力集中对构件的疲劳寿命影响很大,因此无论是脆性材料还是塑性材料的疲劳问题,都须考虑应力集中的影响,而且塑性材料铸成的叶轮无法有效发挥出脆性材料的效果。

当然叶轮的失效断裂不是突然性的,在与钢丸不断接触过程中受到钢丸周期性应力作用,叶轮首先发生变形,后经过磨损加速其形变进程及材料流失,反复受到周期应力的作用和弹丸的磨损,基体损伤的积累,导致抛丸机叶片的断裂。

可以这样说抛丸机叶片的失效的根源是应力集中。如果能够减弱应力集中的程度,会提高抛丸机叶片的使用寿命。

抛丸机叶片在抛丸器作为抛丸机的枢纽部件,其质量与使用寿命直接取决于叶片。因为叶片工作时处于高速旋转的叶轮中,既要承受钢丸磨料的磨损,又要承受高速丸流的冲蚀磨损,在这两种形式磨损下,叶片是否好用,枢纽取决于叶片材质。

 高铬耐磨铸铁在抛丸机叶片上应用后,叶片均匀寿命可在400h以上。用冷铁对叶片表面进行激冷,不仅实现了铸件的顺序凝固,而且在叶片表面产生了致密而平均的细小晶粒组织。更因有公道的热处理工艺相配合,使得叶片的综合机能得以明显的施展,从而保障了叶片能够时间承受钢砂的反复冲击,表现出良好的耐磨性和较长的使用寿命。

目前耐磨材料的种类良多,主要有高锰钢、中锰球铁、低合金白口铁等。低合金白口铁固然能够适应低载荷下的冲击,但使用寿命极短,不是理想的材质;高锰钢属于奥氏体组织的钢种,在高冲击下易产生加工硬化,因而具有一定的耐磨机能,但对于中低应力下的冲击则不能施展出良好的耐磨性;高铬铸铁是继高锰钢之后的第三代耐磨材料,因为其组织中含有理想的m7c3型共晶碳化物。而且轻易得到马氏体组织,与其他耐磨材料比拟则显示出较大的优胜性,因此得到广泛的应用。

但高铬铸铁较脆,在高冲击下轻易断裂、破碎,而且在实际出产中很难掌握其形成机理,得到理想状态下的基体组织。针对这种情况,我们在常规工艺的基础上,进行改进并经由相应的热处理,进步其使用机能,从而更能知足叶片的使用要求。


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