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渣漿泵過流部件材質(zhì)的選用

　　1 過流部件材質(zhì)的選用

　　渣漿泵過流部件的磨損涉及因素很多,而且不同部位的磨損機(jī)理也不盡相同,但總體上可以歸納為三類:

　　1.1 沖蝕磨損

　　在渣漿泵運(yùn)行過程中,液體中攜帶的固體粒子以一定的速度對(duì)過流部件表面進(jìn)行沖擊,造成材料流失。根據(jù)對(duì)失效部件磨損表面的分析,沖蝕磨損機(jī)理可以分為切削磨損、變形疲勞磨損和切削+變形復(fù)合磨損。

　　1.2 氣蝕損傷

　　在泵的運(yùn)行過程中,其過流部件局部區(qū)域(通常是葉輪進(jìn)口稍后處),由于某種原因,抽送液體的壓力下降到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí),液體便在該處開始汽化,產(chǎn)生蒸汽,形成氣泡。這些氣泡隨液體向前流動(dòng),至某高壓處時(shí),氣泡急劇縮小以至潰滅。在氣泡凝結(jié)同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)以高速充填孔隙,并對(duì)金屬表面產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊。金屬表面因受此沖擊產(chǎn)生疲勞而剝落,造成材料流失,嚴(yán)重時(shí)金屬表面呈現(xiàn)蜂窩狀。

　　1.3 腐蝕

　　當(dāng)輸送的介質(zhì)有一定的酸堿度時(shí),渣漿泵過流部件還會(huì)發(fā)生腐蝕磨損,即在腐蝕和磨損共同作用下材料發(fā)生的流失現(xiàn)象。

　　2 影響渣漿泵磨損因素——料漿因素

　　2.1 料漿濃度和流速

　　在同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,隨漿料的濃度降低,也即料漿中固體顆粒含量降低,固體顆粒的沖刷作用減弱,渣漿泵過流部件的使用壽命提高。而漿料流速加大,單位時(shí)間內(nèi)國體粒子對(duì)材料表面沖擊次數(shù)增多,材料流失數(shù)量增加。

　　2.2 料漿酸堿度

　　在固液漿料中使用時(shí),除了固體粒子沖刷造成材料的流失外,漿料的腐蝕作用也會(huì)造成材料的流失,同時(shí)腐蝕和沖蝕磨損間的相互作用更加劇了材料的流失,這一點(diǎn)對(duì)PH4時(shí),腐蝕作用逐漸減弱,材料磨損以固體粒子的沖刷作用為主。在酸性沖蝕條件下,不同的酸根對(duì)高鉻鑄鐵兩體沖蝕磨損速率影響不同。

　　2.3 粒子尺寸、硬度和沖擊角度影響

　　漿料中固體粒子大小、硬度及粒子對(duì)材料表面的沖擊角度也對(duì)材料的沖蝕磨損產(chǎn)生很大影響。在礦漿濃度和酸堿度相近時(shí),如果固體粒子尺寸較小、硬度較低,相應(yīng)的粒子沖擊能量較小,過流部件的使用壽命可提高6～10倍。而沖擊角度的減小,有效參與沖蝕磨損的磨料增加及磨料的切削作用加大,使磨損速率增加。

　　3 抗磨性分析

　　抗磨性要求是渣漿泵設(shè)計(jì)中較為突出的特點(diǎn)。渣漿泵葉輪的磨損破壞主要體現(xiàn)為局部破壞,而葉輪邊緣是較為嚴(yán)重區(qū)之一。

　　眾所周知,合金的組織決定其使用性能。在不同磨損系統(tǒng)中,基體組織對(duì)磨損行為的表現(xiàn)不同。因此,應(yīng)按磨損特點(diǎn)和泵過流部件的受力狀態(tài)合理選擇基體組織,從而較大大限度地發(fā)揮材料能力。從使用條件上講,渣漿泵的磨損屬于水力沖蝕型顆粒磨損。經(jīng)專家研究,大部分渣漿泵過流部件的磨損是微觀切削、犁溝塑性變形以及脆性斷裂等磨損形式存在的中等沖擊、低應(yīng)力磨損。在這種磨損條件下,馬氏體基體顯示出較好的抗磨性,其性能要求具有高強(qiáng)度k=700MPa,高硬度>55HRC,一定沖擊韌度αk=10J/平方厘米,以此來指導(dǎo)合理進(jìn)行抗磨材料的成份、組織以及熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。以此為理論依據(jù),我廠采用KmTBCr27合金高鉻鑄鐵,屬于高合金范疇,金相組織為奧氏體、碳化物及奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組成。在通常冷卻條件下,呈現(xiàn)以奧氏體為主的多相組織。因此高鉻鑄鐵具有較好的綜合性能。

　　4 鑄造及加工

　　高鉻鑄鐵加工性能差,切割非常困難。澆口、冒口、飛邊、毛刺等不能用氧乙炔氣槍切割,又不能用機(jī)床加工,只能用砂輪片切割和敲打。因此,在鑄造方面,應(yīng)保證其尺寸和形狀的精度。加工時(shí),一般采用硬質(zhì)合金刀具,因?yàn)槠渚哂许g性好,耐沖擊等特點(diǎn),又或者采用陶瓷刀具,其切削速度比硬質(zhì)合金刀具高3～4倍。

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