拋丸機(jī)葉片材質(zhì)的選擇
拋丸器作為拋丸機(jī)的核心部件,其質(zhì)量與使用壽命直接取決于葉片。因?yàn)槿~片工作時(shí)處于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中,既要承受鋼丸磨料的磨損,又要承受高速丸流的沖蝕磨損,在這兩種形式磨損下,拋丸機(jī)葉片是否好用,關(guān)鍵取決于葉片材質(zhì)。
目前耐磨材料的種類良多,主要有高錳鋼、中錳球鐵、低合金白口鐵等。低合金白口鐵固然能夠適應(yīng)低載荷下的沖擊,但使用壽命極短,不是理想的材質(zhì);高錳鋼屬于奧氏體組織的鋼種,在高沖擊下易產(chǎn)生加工硬化,因而具有一定的耐磨機(jī)能,但對(duì)于中低應(yīng)力下的沖擊則不能表現(xiàn)出良好的耐磨性;高鉻鑄鐵是繼高錳鋼之后的第三代耐磨材料,因?yàn)槠浣M織中含有理想的m7c3型共晶碳化物,而且輕易得到馬氏體組織,與其他耐磨材料比擬則顯示出較大的優(yōu)勝性,因此得到廣泛的應(yīng)用。但高鉻鑄鐵較脆,在高沖擊下輕易斷裂、破碎,而且在實(shí)際出產(chǎn)中很難掌握其形成原理,得到理想狀態(tài)下的基體組織。針對(duì)這種情況,我們?cè)诔R?guī)工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)行改進(jìn)并經(jīng)由相應(yīng)的熱處理,提高其使用性能,從而更能滿足葉片的使用要求。
拋丸機(jī)葉片的造型澆注用事先預(yù)備好的砂箱進(jìn)行手工造型,但應(yīng)留意澆注系統(tǒng)的公道開設(shè)及冷鐵的使用,嚴(yán)格按工藝圖進(jìn)行。合箱前應(yīng)仔細(xì)檢查行腔是否暢通,以保證鐵液充型,澆注時(shí)應(yīng)遵循高溫出爐低溫澆注的原則。假如澆注溫渡過(guò)高,不但輕易燒壞冷鐵,而且鐵液收縮率較大,易產(chǎn)生鍛造缺陷,所以澆注溫度不宜過(guò)高,一般選在1380-1420°C之間。澆注后應(yīng)及時(shí)打開砂箱,這樣有利于獲得細(xì)小晶料的鑄態(tài)組織。
高鉻耐磨鑄鐵在拋丸機(jī)葉片上應(yīng)用后,拋丸機(jī)葉片均勻壽命可在400h以上。用冷鐵對(duì)葉片表面進(jìn)行激冷,不僅實(shí)現(xiàn)了鑄件的順序凝固,而且在拋丸機(jī)葉片表面產(chǎn)生了致密而平均的細(xì)小晶粒組織,更因有公道的熱處理工藝相配合,使得葉片的綜合機(jī)能得以明顯的施展,從而保障了葉片能夠時(shí)間承受鋼砂的反復(fù)沖擊,表現(xiàn)出良好的耐磨性和較長(zhǎng)的使用壽命。應(yīng)用前景廣泛。
拋丸機(jī)葉片的受力分析
拋丸機(jī)葉片在彈丸的反復(fù)沖擊下,首先使得基本組織發(fā)生變形,表層的基體組織產(chǎn)生擠壓流動(dòng),并在連續(xù)沖擊下引起硬化以至斷裂。此時(shí)表層的碳化物因失去基體的保護(hù),裸露出基體,在彈丸的沖擊下,碳化物產(chǎn)生了顯微裂紋,破碎的碳化物失去支撐基體的作用,并且很容易地被彈丸沖擊流失,拔出基體,留下孔洞,使基體進(jìn)一步產(chǎn)生流動(dòng)變形,周而復(fù)始,形成材料的磨損。
拋丸機(jī)葉片是高速回轉(zhuǎn)的,拋丸機(jī)葉片會(huì)受到彈丸的壓力也是周期壓力。由于拋丸機(jī)葉片受到力是一個(gè)周期的力,所以拋丸機(jī)葉片也承受著隨時(shí)間變化的周期應(yīng)力。由于靜態(tài)分析知,拋丸機(jī)葉片上大部分是處于低應(yīng)力狀態(tài),但是存在著應(yīng)力集中的點(diǎn)。
拋丸機(jī)葉片的失效是由磨損和疲勞共同作用的結(jié)果。在拋丸機(jī)葉片的工作過(guò)程中,受到彈丸周期的應(yīng)力的作用,拋丸機(jī)葉片首先發(fā)生基本組織變形、表層的基體組織產(chǎn)生擠壓流動(dòng),就是從拋丸機(jī)葉片的應(yīng)力集中點(diǎn)開始。由于彈丸對(duì)拋丸機(jī)葉片的反復(fù)磨損,又加速了拋丸機(jī)葉片的變形和材料的流失。由于反復(fù)受到周期應(yīng)力的作用和彈丸的磨損,基體損傷的積累,最后導(dǎo)致拋丸機(jī)葉片的斷裂。
所以可以這樣說(shuō)拋丸機(jī)葉片的失效的根源是應(yīng)力集中,如果能夠減弱應(yīng)力集中的程度,會(huì)提高拋丸機(jī)葉片的使用壽命。
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