Barmac9000型破碎機(jī)是三峽工程項(xiàng)目從新西蘭購買的一種制砂效率很高的新型破碎機(jī)。由于破碎料源花崗巖質(zhì)地堅(jiān)硬，機(jī)內(nèi)耐磨件消耗極快，尤其是轉(zhuǎn)子拋料頭，工作約100 h就需更換一次。為使耐磨件國產(chǎn)化，解決進(jìn)口配件價(jià)格昂貴，到貨周期長且難以滿足工程連續(xù)高強(qiáng)度生產(chǎn)的需要等問題，我們對(duì)該機(jī)內(nèi)耐磨件進(jìn)行了反復(fù)的試制，取得了較好的使用效果。
1、Barmac9000型破碎機(jī)耐磨件的磨損機(jī)理
    Barmac9000型破碎機(jī)的最大進(jìn)料尺寸為57 mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1 000～1 800 r/min，制砂母巖是斑狀花崗巖，SiO2占72. 21%，其干抗壓強(qiáng)度為138.8～17 5.1MPa。工作時(shí)膠帶機(jī)將被碎物料從設(shè)備項(xiàng)部給入，一部分物料通過控制器進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子將物料加速后以58～60 m/s的速度拋射入破碎腔中；另一部分物料瀑布式定量地溢入破碎腔，轉(zhuǎn)子射出的物料與溢入破碎腔物料相互劇烈沖擊，碰撞瞬間物料爆裂，經(jīng)反復(fù)碰撞后，物料從57 mm破碎成4～5 mm的細(xì)散顆粒。由此可見，由這些易損件（導(dǎo)料板上、下耐磨板、轉(zhuǎn)子拋料頭、分料盤、給料孔套等）組成的轉(zhuǎn)子是破碎機(jī)的心臟。而其中的給料孔套不僅要承受由上部高速射落下的高硬物料強(qiáng)烈沖擊，而且還要將物料以較高的線速度和高的動(dòng)能射向腔內(nèi)。這些易損件處于磨粒磨損和沖刷磨損的復(fù)合磨損狀態(tài)，工況條件相當(dāng)惡劣，故要求其材質(zhì)具有高硬度的同時(shí)還必須有足夠的沖擊韌性。
2、耐磨件材質(zhì)的選用
    根據(jù)主要耐磨件的磨損機(jī)理，我們選用多元高鉻合金耐磨鑄鐵進(jìn)行試制，并通過爐前孕育處理。1以提高綜合力學(xué)性能。在成分控制上主要考慮要利于控制初生碳化物和共晶碳化物的數(shù)量，利于改善碳化物的形態(tài)與分布，利于堅(jiān)硬碳化物能十分牢固地鑲嵌在基體上。為此我們在已有研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)確定成分的關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制碳和鉻的含量及Cr／C比。適當(dāng)含量的碳和鉻，可獲得適當(dāng)量的M7C3。型碳化物；合適的Cr/C比，可基本控制奧氏體的穩(wěn)定性和可硬性，從而獲得理想的基體組織。本試驗(yàn)合金的化學(xué)成分控制見表1。
 
3、鑄件生產(chǎn)工藝
    試驗(yàn)原材料用GCr15及少銹碳素廢鋼、金屬鉻、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵，用低S、P生鐵。中頻感應(yīng)電爐熔煉。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，各元素的燒損率為：C、Cr、Mo、W、Ni≤5%，V≤10%，Mn為5%～20%。為保證加入的多種合金能完全溶解，出爐溫度控制在1500～1550 ℃，并用釩鐵、鈦鐵和稀土硅鐵進(jìn)行爐前孕育處理，澆注溫度1380～1 400℃。
    采取濕型鑄造，由于鑄鐵中合金含量高，流動(dòng)性差，收縮量大，導(dǎo)熱性差，因此在設(shè)計(jì)鑄件工藝時(shí)，采取順序凝固原則，力求消除收縮缺陷，提高致密度；同時(shí)，為了保證鑄件組織致密，要加強(qiáng)擋渣，防止渣粒及未熔合金成為裂紋源存在于鑄件中。
4、熱處理工藝
    在確定淬火溫度前，我們對(duì)試樣的硬度、沖擊韌度與淬火溫度的關(guān)系進(jìn)行了測定（見圖1、2）�？梢�，隨著淬火溫度的升高，沖擊韌度緩慢降低，而硬度曲線呈現(xiàn)峰值，峰值附近為最佳淬火溫度范圍，即850～920℃：，綜合考慮后，確定淬火溫度為870～890℃，保溫時(shí)間為2. 5～4.0 h，空冷。具體淬火溫度及保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)鑄件的壁厚進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對(duì)于形狀復(fù)雜的厚壁件，還必須考慮淬火加熱速度，應(yīng)避免因相變或高的加熱溫度梯度而引起高的應(yīng)力，加熱速度一般不高于30℃/h。一旦鑄件加熱至暗紅色，也就是通過塑性變形溫度而使應(yīng)力降低得足夠多時(shí)，才可加速加熱。
    合金淬火后，必須進(jìn)行低溫回火處理以消除內(nèi)應(yīng)力，改善其韌性�；鼗饻囟瓤刂圃�(200～250)℃，保溫6h。
5、組織、性能及使用考核
  采用（德）蔡司臥式顯微鏡對(duì)經(jīng)熱處理后的多元合金鑄件進(jìn)行觀察，其組織為馬氏體基體十菊花、團(tuán)塊狀碳化物，其中碳化物含量約占45%（見圖3）。為尋找特定工況下材料韌度與硬度的最佳配合，對(duì)多元合金鑄鐵經(jīng)熱處理后的力學(xué)性能按照GB8263-87的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，結(jié)果是：硬度64～67 HRC;沖擊韌性
5. 5～6.5 J／cm²。
    對(duì)Barmac9000型破碎機(jī)中的轉(zhuǎn)子拋料頭、分料盤、給料孔套等主要耐磨件進(jìn)行裝機(jī)生產(chǎn)考核，使用壽命為120～130 h，而進(jìn)口原件約為100h，其它耐磨件的使用壽命與進(jìn)口件相當(dāng)。這樣，使用多元高Cr合金鑄鐵生產(chǎn)的配件，破碎機(jī)的生產(chǎn)成本大大降低，同時(shí)也滿足了工程連續(xù)高強(qiáng)度生產(chǎn)的需要，到目前，利用該材料己生產(chǎn)出配件10余噸，為國家節(jié)省了大量外匯。同時(shí)也為引進(jìn)該機(jī)器，提高破碎效率，降低制砂成本，設(shè)備配件國產(chǎn)化提供了可靠的技術(shù)支持。