Proces toplinske obrade kuglica za mljevenje: kaljenje, kaljenje i kontrola kvalitete

Svaka kugla za mljevenje nosi priču o toplinskoj obradi, čak i one koje u dvorište stignu identične. Dvije kuglice mogu dijeliti istu kemiju, izaći iz istog kalupa i još uvijek se potpuno drugačije ponašati u mlinu: jedna pokreće cijelu kampanju, druga počinje pucati u roku od nekoliko tjedana. Češće nego ne, razlika je zapisana u krivulji grijanja, brzini hlađenja i prozoru kaljenja.

Ono što slijedi je praktična šetnja kroz proces toplinske obrade kuglica za mljevenje koji provodimo svaki dan, od austenitizacije do provjera koje nam govore je li serija stvarno ispravna.

Zašto toplinska obrada odlučuje o ponašanju lopte

Izlijte visoku kromiranu kuglu i pustite da se ohladi u kalupu, a ono što izlazi je prilično nemiran komad metala. Matrica drži martenzit uz zadržani austenit, omotan oko mreže eutektičkih karbida koji se pomiču s udjelom kroma i ugljika. Zaostali austenit stvara probleme. Mekana je, metastabilna je i kad kuglica počne udarati u mlinu, nastavlja se pretvarati u martenzit na mjestu, mijenjajući volumen površinskog sloja i otvarajući vrata pucanju i lomljenju.

Toplinska obrada postoji kako bi se ta transformacija završila namjerno, pod kontroliranim uvjetima, umjesto da se pušta mlin da to radi nasumično. Tri stvari se balansiraju odjednom:

• Tvrdoća : habajuća površina koja je otporna na habanje od rude, klinkera ili troske.
• Žilavost : sposobnost jezgre da apsorbira ponovljeni udar bez pucanja.
• Strukturna stabilnost : raspodjela karbida i zadržani austenit unutar granica, tako da se kuglica 60. dana ponaša isto kao i prvog dana.

Osnovne faze procesa toplinske obrade kuglica za mljevenje

Gotovo svaki raspored koji se koristi za lijevane ili kovane medije može se čitati kao tri povezane faze, s četvrtom fazom inspekcije koja zatvara petlju.

Zagrijavanje i austenitizacija

Austenitizacija obavlja dva posla: otapa dio sekundarnog karbida i stavlja ugljik u otopinu tako da kaljenje ima s čime raditi. Požurivanje ove faze jedna je od najčešćih pogrešaka koje vidimo. Zagrijavamo u koracima, s predgrijanjem na oko 600-650°C kako bismo izjednačili temperaturu kroz debljinu, zatim postepeno do zadržavanja austenitizacije, koja za visoke stupnjeve kroma obično pada između 980°C i 1050°C.

Vrijeme držanja slijedi veličinu odjeljka i opterećenje peći više od fiksnog sata. Izvediva početna točka u radionici je otprilike 1 do 1,5 minuta po milimetru promjera, ali pravi broj trebao bi se potvrditi tvrdoćom i mikrostrukturom na prvim komadima svake serije, a ne pretpostavljati.

Kaljenje

Kaljenje is where hardness is actually made. The ball has to cool fast enough to miss the pearlite nose and drive austenite to martensite, yet not so fast that the surface tears itself apart under thermal and transformation stress. High chrome cast balls are often quenched with forced air or an air-oil combination, while smaller sizes can take oil or polymer. Forged balls come off the press hot and are commonly quenched by water spray, polymer or oil, then tempered without being allowed to cool fully to room temperature first.

Kaljenje

Kaljenje is not a formality. Its first job is stress relief, because a freshly quenched ball is full of internal tension and will crack on its own if left sitting. Its second job is to bring retained austenite down to a working level and let fine secondary carbides precipitate, which at the right temperature can even nudge hardness upward.

Za visoke kromirane kuglice prozor obično stoji između 200°C i 350°C, uz zadržavanje od četiri do osam sati, ovisno o promjeru, nakon čega slijedi sporo hlađenje. Kaljenje ispod otprilike 200°C ostavlja iza sebe previše nestabilnog austenita; guranje puno iznad 400°C počinje mijenjati tvrdoću koju ste platili tijekom kaljenja.

Usklađivanje postupka s vrstom lopte

Iste tri faze primjenjuju se u cijeloj obitelji, ali brojke se znatno pomaknu kada promijenite materijal i smjer formiranja.

Lijevane kuglice od kromirane legure

Kemija postavlja strop. Visoko kromirana kugla s 10% ili više kroma i odgovarajućom ravnotežom ugljika može doseći visoke 50 do niskih 60 na Rockwellovoj C ljestvici nakon dobro provedenog kaljenja i temperiranja. Srednji krom i niski stupnjevi kroma jednostavno ne nose volumen karbida koji bi mogao doći do toga, tako da su njihove krivulje često pojednostavljene prema normalizaciji ili laganom kaljenju i temperiranju, a očekivanja pri kupnji trebala bi slijediti metalurgiju, a ne naslov u katalogu.

Naš vlastiti visoke kromirane kugle za mljevenje tretiraju se na toj logici, s krivuljom koja se održava dosljednom od serije do serije tako da performanse mlina ne variraju.

Lijevane kugle za mljevenje od visoke legure kroma Lijevani medij visokog kroma ZQCr12 s površinskom tvrdoćom ≥58 HRC, dostupan u promjerima od φ6,35 do φ120 mm za brušenje otporno na habanje. Pogledajte proizvod →

Kovane kugle za mljevenje

Kovane lopte počinju kao valjane šipke, režu se na duljinu, indukcijski zagrijavaju, kuje i zatim kale na liniji. Proces je kontinuiran, a ne šaržni, a parametar koji najčešće luta je temperatura početka gašenja. Ako se šipka previše ohladi između preše i prstena za gašenje, tvrdoća opada i lopta završava s mekanom ljuskom koja se brzo troši u mlinu. Kaljenje slijedi odmah, još uvijek koristeći preostalu toplinu u jezgri za skraćivanje ciklusa.

Precizno kovane kugle za mljevenje za kuglične mlinove Precizno kovani mediji za rudarske, cementne i kuglične mlinove za proizvodnju električne energije, ponuđeni u veličinama φ6,35–φ120 mm s uravnoteženom tvrdoćom i žilavošću. Pogledajte proizvod →

Odabir medija za gašenje i krivulje hlađenja

Ozbiljnost hlađenja je brojčanik, a ne prekidač, a ispravna postavka je ona koja proizvodi potpuno martenzitnu jezgru u najvećoj kuglici u seriji, dok najmanju ostavlja netaknutom. Uobičajeni mediji, grubim redoslijedom prema težini:

• vode : visoka ozbiljnost, niska cijena, najskloniji pukotinama; praktičan za obične karbonske kovane lopte malih promjera.
• Slane ili kaustične otopine : još ozbiljniji i skloni neravnomjernom pucanju filma; rijetko se koristi za medije od lijevanog kroma.
• ulje : sporiji i sigurniji, standardni izbor za loptice kovane legure gdje je izobličenje važno, iako se mora kontrolirati rukovanje vatrom i dimom.
• polimer : koncentracija se može podesiti tako da sjedi između vode i ulja, popularno za loptice od kovane legure sa stvarnim rizikom od pucanja.
• Prisilni zrak ili zrak-ulje : nježan, dobro usklađen s visoko kromiranim lijevanim kuglicama čija je kaljivost već izdašna.

Agitacija je važna koliko i sam medij. Rezervoar za mirovanje proizvodi meke mrlje i raspršena očitanja tvrdoće bez obzira na to koliko je dobra kemija kaljenja.

Što pođe po zlu i kako se očitavaju simptomi

Većina grešaka toplinske obrade jasno se najavljuje ako znate što tražiti. Nekoliko uzoraka koje najčešće dijagnosticiramo:

• Pukotine nakon kaljenja , obično uzdužno ili unutarnje: prestrogo hlađenje ili predugi razmak prije peći za kaljenje.
• Meka ljuska ili meka jezgra : temperatura austenitizacije ili držanje preniska, ili je kuglica ohlađena ispod prozora za početak gašenja.
• Tvrdoća scatter across a batch : neravnomjerno punjenje peći, nekonzistentna atmosfera ili loše miješanje za gašenje.
• Prerano pucanje u radu : zadržani austenit ostao previsok jer je kaljenje bilo prehladno ili prekratko.
• Visoka stopa loma : tvrdoća se traži nauštrb žilavosti, ili je karbidna mreža ostala pregruba tijekom skrućivanja.

Provjere koje dokazuju da krivulja radi

Rezultati ispitivanja imaju smisla samo ako se uzimaju dosljedno. Naša rutina nakon kaljenja izgleda ovako:

1. Tvrdoća survey : očitanja na nekoliko točaka oko površine i u jezgri rasječenih kuglica, uzorkovana preko serije, a ne iz jednog prikladnog kuta.
2. Tvrdoća gradient : profil po radijusu, koji pokazuje je li gašenje doista doseglo središte.
3. Ispitivanje utjecaja : ponovljeni padovi s fiksne visine na uzorak loptica, bilježeći prvi znak pucanja.
4. Pregled mikrostrukture : oblik i distribucija karbida, plus procjena zadržanog austenita, općenito se drži ispod otprilike 10 do 15% za medije s visokim sadržajem kroma.
5. Praćenje loma polja : najsporiji pokazatelj, ali najiskreniji, bilježi se po mlinu i po lotu tijekom kampanje.

Toplinska obrada je sustav, a ne jedan korak

Krivulja je dobra onoliko koliko je dobra peć koja je pokreće, a peć je dobra onoliko koliko je dobar materijal koji ulazi. Zbog toga tretiramo toplinsku obradu kao jednu kariku u lancu koji počinje nabavom legure i završava probom u mlinu. Naš pokrajinski istraživački institut za čelične kuglice i medije za mljevenje, koji se vodi zajedno s partnerskim sveučilištima, provodi puno vremena upravo na ovakvom razvoju krivulje, a nalazi se vraćaju ravno u pogon.

Također održavamo proces provjerljivim: ISO 9001 procedure, inspekcija cijelog procesa od ulaznih sirovina do otpreme i tehnički tim od 25 inženjera i 32 stručnjaka koji podržavaju tvornicu od 60.000 četvornih metara s godišnjim kapacitetom od 50.000 tona. Možete pročitati više o pozadina naše tvrtke ako želite dužu verziju.

Ako mlin žvače medije brže nego što bi trebao, odgovor je obično u krivulji, a ne u fakturi. Pošaljite nam radne uvjete, promjer kuglice, tvrdoću punjenja i brzinu mlina, a mi ćemo razgovarati o tome koja je faza vjerojatno odgovorna i što promijeniti. Taj razgovor ne košta ništa, a često je najbrži put do niže cijene po toni tla.