拋丸機葉片的材質(zhì)
拋丸器作為拋丸機的核心部件,其質(zhì)量與使用壽命直接取決于葉片。因為葉片工作時處于高速旋轉(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能,但對于中低應(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,因為其組織中含有理想的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。針對這種情況,我們在常規(guī)工藝的基礎(chǔ)上,進行改進并經(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。
拋丸機葉片的造型澆注用事先預(yù)備好的砂箱進行手工造型,但應(yīng)留意澆注系統(tǒng)的公道開設(shè)及冷鐵的使用,嚴格按工藝圖進行。合箱前應(yīng)仔細檢查行腔是否暢通,以保證鐵液充型,澆注時應(yīng)遵循高溫出爐低溫澆注的原則。假如澆注溫渡過高,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高,一般選在1380-1420°C之間。澆注后應(yīng)及時打開砂箱,這樣有利于獲得細小晶料的鑄態(tài)組織。
高鉻耐磨鑄鐵在拋丸機葉片上應(yīng)用后,拋丸機葉片均勻壽命可在400h以上。用冷鐵對葉片表面進行激冷,不僅實現(xiàn)了鑄件的順序凝固,而且在拋丸機葉片表面產(chǎn)生了致密而平均的細小晶粒組織,更因有公道的熱處理工藝相配合,使得葉片的綜合機能得以明顯的施展,從而保障了葉片能夠時間承受鋼砂的反復沖擊,表現(xiàn)出良好的耐磨性和較長的使用壽命。應(yīng)用前景廣泛。
拋丸機葉片的受力分析拋丸機葉片在彈丸的反復沖擊下,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,并在連續(xù)沖擊下引起硬化以至斷裂。此時表層的碳化物因失去基體的保護,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,使基體進一步產(chǎn)生流動變形,周而復始,形成材料的磨損。
拋丸機葉片是高速回轉(zhuǎn)的,拋丸機葉片會受到彈丸的壓力也是周期壓力。由于拋丸機葉片受到力是一個周期的力,所以拋丸機葉片也承受著隨時間變化的周期應(yīng)力。由于靜態(tài)分析知,拋丸機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。
拋丸機葉片的失效是由磨損和疲勞共同作用的結(jié)果。在拋丸機葉片的工作過程中,受到彈丸周期的應(yīng)力的作用,拋丸機葉片首先發(fā)生基本組織變形、表層的基體組織產(chǎn)生擠壓流動,就是從拋丸機葉片的應(yīng)力集中點開始。由于彈丸對拋丸機葉片的反復磨損,又加速了拋丸機葉片的變形和材料的流失。由于反復受到周期應(yīng)力的作用和彈丸的磨損,基體損傷的積累,*(此字廣告法禁止出現(xiàn))后導致拋丸機葉片的斷裂。
所以可以這樣說拋丸機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,會提高拋丸機葉片的使用壽命。