Vysoká tvrdosť brúsnej gule z chrómovej liatiny: Čo vám skutočne hovoria čísla HRC

Opýtajte sa každého, kto prevádzkuje guľový mlyn, čo najskôr kontroluje na špecifikácii mlecej gule a odpoveďou je takmer vždy tvrdosť. Je ľahké pochopiť prečo: tvrdosť je údaj, ktorý sa objavuje vo výberových konaniach, porovnáva sa medzi dodávateľmi a zdá sa, že sľubuje dlhšiu životnosť. Po rokoch odlievania a tepelného spracovania guľôčok s vysokým obsahom chrómu v Ningguo sme sa naučili, že tvrdosť liatiny s vysokým obsahom chrómu je menej jedno číslo ako príbeh o chémii, štruktúre karbidu a tepelnom spracovaní, ktoré spolupracujú. Na čísle záleží, ale iba vtedy, keď viete, čo ho vyrobilo a podľa čoho sa meria.

Táto príručka obsahuje informácie o tom, aké hodnoty tvrdosti brúsnych guľôčok z liatiny s vysokým obsahom chrómu v skutočnosti predstavujú, rozsahy, s ktorými zvyčajne pracujeme, a otázky, ktoré stojí za to položiť predtým, než dôjde k vydaniu objednávky.

Čo tvrdosť skutočne meria vo vysokej chrómovej liatinovej guličke

Tvrdosť popisuje odolnosť materiálu voči lokalizovanej plastickej deformácii. Vo vnútri mlyna sa to premieta do odolnosti voči poškriabaniu, ryhovaniu a postupnej strate kovu. Vysoko chrómová liatina však nie je jednotným blokom materiálu. Ide o kompozit: veľmi tvrdé karbidy chrómu typu M7C3 s mikrotvrdosťou bežne uvádzanou v oblasti HV 1100 až 1300, ktoré sú uložené v martenzitickej matrici, ktorá bola sama tepelne spracovaná na kontrolovanú úroveň.

Táto štruktúra vysvetľuje, prečo sa v tej istej konverzácii objavujú dve stupnice. Rockwell C (HRC) poskytuje rýchle a praktické odčítanie celkovej tvrdosti povrchu lopty. Vickers (HV) sa používa, keď potrebujete zmerať jednotlivý karbid alebo tenké tvrdené puzdro. Keď niekto uvádza 60 HRC pre guľôčku s vysokým obsahom chrómu, opisuje tým priemernú odozvu kompozitu s karbidovou matricou na diamantový indentor, nie tvrdosť karbidov samotných.

Rovnako dôležité je aj to, kde sa číta. Guľa sa pri teste normálne na jednom mieste vybrúsi naplocho a odreže sa samostatná časť, aby sa zistilo, ako sa tvrdosť mení od povrchu k jadru. Prudký pokles z puzdra do stredu zvyčajne poukazuje na krehkú škrupinu, ktorá sa pri náraze skôr odštiepi, než aby sa hladko opotrebila.

Typické rozsahy tvrdosti pre vysokochrómované liatinové gule

Ako praktická referencia uvádza nižšie uvedená tabuľka rozsahy, s ktorými bežne pracujeme pre liate vysokochrómové brúsne gule, zoskupené podľa úrovne chrómu. Sú skôr orientačné ako absolútne, pretože priemer gule, obsah uhlíka a presný cyklus tepelného spracovania posúvajú výsledok o niekoľko bodov v oboch smeroch.

Stojí za to zdôrazniť dva body. Po prvé, karbidy v guľôčke 60 HRC sú oveľa tvrdšie, ako naznačuje celkový údaj, pretože HV 1100 už presahuje praktický vrchol stupnice Rockwell C. Po druhé, prechod na vyššiu triedu chrómu zvyšuje odolnosť proti opotrebeniu hlavne zvýšením objemu a kontinuity karbidu, nie tlačením matrice na extrémnu hodnotu tvrdosti.

Štandardná vysoká chrómová brúsna guľa Štandardná brúsna guľa s vysokým obsahom chrómu na ťažbu a mletie cementu, ponúkaná vo viacerých priemeroch a triede ZQCr12 na porovnanie základnej tvrdosti. Zobraziť produkt →

Vyššie uvedená štandardná vysoko chrómová odlievacia guľa je trieda, s ktorou väčšina zákazníkov začína, a zvyčajne je to miesto, kde by sa malo vykonať prvé porovnanie tvrdosti.

Čo v skutočnosti určuje konečnú tvrdosť

Chémia je na prvom mieste

Chróm a uhlík spolu rozhodujú o tom, koľko karbidu sa tvorí a o aký typ ide. Liatinové žehličky s vysokým obsahom chrómu zvyčajne obsahujú približne 10 % až 28 % chrómu, pričom obsah uhlíka je v rozsahu 2,0 % až 3,3 %. Pomer medzi týmito dvoma prvkami je užitočnejším ukazovateľom správania ako každý prvok čítaný samostatne.

Tepelné spracovanie urobí zvyšok

Austenitizačná teplota, spôsob kalenia a temperovacia teplota rozhodujú o konečnej rovnováhe. Publikovaná práca o vysokochrómových liatinových brúsnych guľôčkach napríklad ukázala, že kalenie na teplotu blízko 980 °C a popúšťanie na teplotu okolo 400 °C môže poskytnúť približne 60,5 HRC spolu s rázovou húževnatosťou v oblasti 6 J/cm². Zvýšte teplotu popúšťania a tvrdosť klesá, zatiaľ čo húževnatosť stúpa; znížte ju a získate tvrdšiu, ale krehkejšiu loptu.

Veľkosť sekcie a metóda odlievania

100 mm guľa sa zahrieva pomalšie ako 40 mm gulička, takže jadro bude vždy čítať nižšie ako povrch. Odlievanie kovovej formy a liatie do piesku tiež odoberajú teplo odlišne, a preto môže rovnaká chémia priniesť výrazne odlišné výsledky pri rôznych priemeroch.

Prečo samotná tvrdosť neudrží mlyn v chode

Lopta musí prežiť náraz, aby sa mohla postupne opotrebovať. Podľa našich skúseností dobre vyrobené vysokochrómové guľôčky s riadne kontrolovaným cyklom tepelného spracovania bežia s mierou rozbitia pod 1 %, ale toto číslo závisí od viac ako čísla HRC na certifikáte. Zvyškový austenit, mikrotrhlinky z agresívneho ochladzovania a inklúzie z taveniny môžu zmeniť tvrdú guľu na krátkodobú.

To je dôvod, prečo sa na tvrdosť a rázovú húževnatosť vždy pozeráme vedľa seba. Lopta 66 HRC, ktorá sa praskne po niekoľkých stovkách hodín, stojí oveľa viac ako loptička 60 HRC, ktorá sa opotrebováva rovnomerne počas celej svojej životnosti. Cieľ je úroveň tvrdosti zodpovedajúca prevádzke, nie jednoducho najvyššia dostupná hodnota.

Odlievacia brúsna guľa s ultra vysokým obsahom chrómu Vylepšená vysokochrómová liata brúsna guľa v triedach ZQCr15–ZQCr26 na suché alebo mokré brúsenie rudy, kde je potrebné vyvážiť tvrdosť a rázovú húževnatosť. Zobraziť produkt →

Pre veľké mlyny a vysoko abrazívne rudy je odlievacia guľa s ultra vysokým obsahom chrómu tou triedou, kde sa táto rovnováha stáva najdôležitejšou.

Prispôsobenie tvrdosti gule vášmu mlynu a rude

Univerzálna „najlepšia“ tvrdosť neexistuje, len rozumná zhoda. Priemer mlyna nastavuje energiu nárazu, ktorú musí guľa absorbovať: väčšie mlyny s vyššou výškou pádu si vyžadujú viac húževnatosti, takže naháňanie sa za vrcholom rozsahu tvrdosti môže pracovať proti vám. Abrazivita rudy, zvyčajne poháňaná obsahom oxidu kremičitého, posúva rozhodnutie opačným smerom, uprednostňuje vyšší objem chrómu a vyšší objem karbidu.

Rýchlosť mlyna, chémia buničiny, mokrá alebo suchá prevádzka a veľkosť nabitej gule tiež ovplyvňujú opotrebovanie. Pred odporúčaním triedy sa zvyčajne pýtame na priemer mlyna, typ rudy a aktuálnu životnosť v gramoch na tonu rudy, pretože tieto tri odpovede zužujú výber rýchlejšie ako ktorákoľvek katalógová tabuľka. Širší pohľad na náš sortiment odliatkov je k dispozícii na vysoko chrómové brúsne gule ak chcete priamo porovnávať známky.

Vložka guľového mlyna z ultravysoko mangánovej ocele Pracovné kalenie mlyna ZGMn17Cr2 pre guľové mlyny, mlyny SAG a drviče pod silným nárazom, určené na výber spolu s mlecím médiom. Zobraziť produkt →

Druhou polovicou rovnice opotrebenia je frézovacia vložka. Veľmi tvrdá loptička, ktorá beží proti nevhodnej vložke, môže opotrebovať škrupinu rýchlejšie, než sa opotrebuje sama, preto si tieto dva materiály zaslúžia byť vybrané spoločne.

Ako kontrolujeme tvrdosť predtým, ako guľa opustí rastlinu

Testovanie tvrdosti má zmysel len vtedy, ak sa robí zakaždým rovnakým spôsobom. V rámci nášho systému kvality ISO 9001 prechádza každá výrobná šarža rutinou, ktorá zahŕňa:

• Odber vzoriek z definovaných pozícií v partii a nie z najvhodnejších lôpt
• Príprava povrchu na rovine na odstránenie oduhličenej kože pred testovaním
• Rockwell C testovanie v súlade s ISO 6508 alebo ASTM E18 s konverziou na HV alebo HB tam, kde to zákazník požaduje
• Rezanie na overenie tvrdosti jadra a hĺbky puzdra, nielen načítanie povrchu
• Metalografické kontroly distribúcie karbidov plus testovanie nárazom a pádom na rovnakej šarži
• Zaznamenávanie výsledkov podľa čísla tepla, aby bolo možné vysledovať certifikát až k skutočnému roztaveniu

Zákazníkom tiež pripomíname, že rozptyl jedného alebo dvoch bodov HRC v rámci šarže je normálny a očakávaný. Čo by sa nemalo meniť, je vzor: konzistentné puzdro, kontrolované jadro a húževnatosť, ktorá vydrží v prevádzke.

Krátky kontrolný zoznam pred objednávkou

Keď porovnáte cenové ponuky pre vysokochrómové liatinové brúsne gule, niekoľko otázok oddeľuje užitočnú špecifikáciu od dekoratívnej:

1. Ktorá stupnica sa použila a odčítanie sa uskutočnilo na povrchu alebo na rozrezanom jadre?
2. Existuje profil tvrdosti cez loptičku alebo len jeden údaj?
3. Aká rázová húževnatosť sprevádza túto tvrdosť?
4. Vyhovuje navrhovaná trieda priemeru vašej frézy a abrazívnosti rudy?
5. Môžete otestovať skúšobnú dávku vo svojom vlastnom okruhu predtým, ako sa zaviažete k úplnej objednávke?

Tvrdosť je skutočne užitočné číslo a zaslúži si pozornosť, aká sa mu dostáva. Jednoducho funguje najlepšie, keď sa číta spolu s chémiou, mikroštruktúrou a húževnatosťou, a nie izolovane. Ak vážite akosti pre konkrétnu frézu, náš tím sa vždy rád pozrie na vaše prevádzkové údaje a porozpráva sa o možnostiach a sprievodca výberom banskej brúsnej gule je dobré miesto na začatie porovnávania.