高錳鋼襯板熱處理工藝分析

岳衛國 袁方 劉金倉

摘 要： 在礦上機械設備組成中，襯板是重要的零件，在礦石生產中，其需要與礦石材料直接接觸，在受到諸多壓力和磨損后，其還能在使用壽命內保持原質量和性能，這既是襯板優勢，也是襯板選擇要求。高錳鋼襯板可以滿足此要求，其生產需求量一般很大。這種襯板在鑄件狀態，不能滿足承載和耐磨要求，其需要的韌性和耐沖擊性等性能需要在熱處理環節得到提升。基于此，相關人員需要對該環節涉及的工藝進行研究，找到合適的熱處理參數，然后制定合理的熱處理方案。

關鍵詞： 高錳鋼襯板;熱處理工藝;應用

在礦石生產中，相關設備需要用到的襯板規模有多種形式，大中小型都可以應用到設備中，不同類型襯板對熱處理的工藝要求及參數標準要求等必然存在差異，相關人員還要考慮這些差異，準備不同的熱處理實施方案，并通過對比，區分不同高錳鋼襯板的處理工藝。本文主要針對高錳鋼襯板熱處理工藝進行分析。

一、大、中、小型襯板淬火工藝差異

在襯板熱處理中，必然涉及到溫度和時間等參數，這些參數在不同狀態下的數值大小也不同，相關人員需要明確各種規模產品加熱過程中的各種參數，并找到其與襯板尺寸、裝爐方式的關系。

1、大型襯板

該種規模襯板組成較復雜，各尺寸也較大，這為熱處理帶來麻煩，其熱處理環節需要解決兩個問題，其一熱應力問題，該力應小于組織應力，但在實際中，恰巧相反，所以相關人員需要降低熱應力，一般通過調整溫度來實現目的，溫度參數需要經歷均溫、升溫、均溫、升溫過程，初次均溫應保持在400℃以下，后均溫應在680℃左右，在溫度變化中，還需要控制升溫速度[1]。其二碳化物溶解及裂紋問題，這些問題由高溫引發，熱處理中的溫度過高，持續時間過長，會使襯板中的錳元素等脫離產品，在進入淬火階段后，相關的產品不會形成單一的純奧氏體組織，且容易出現裂紋。相關人員需要對高溫保溫系數和保溫時間進行調整，使其滿足要求。前者最大值為1.8min/mm，其對應的保溫時間為3h，最小值為1.5min/mm。對應的保溫時間為2.5h。

2、中型襯板

中型襯板厚度也較大，在熱處理中，若要得到單一的奧氏體組織，控制裂紋問題，還需要控制高溫保溫時間，并在淬火之前，使其處于保溫狀態。其均溫系數采取1.5min/mm，在入爐均溫后，相關人員需要調整均溫系數。在升溫狀態，應保證加熱均勻，達到淬火溫度后，使其處于保溫狀態，高溫保溫系數采取0.8min/mm。

3、小型襯板

該種襯板規模和尺寸較小，其入爐溫度要控制在745℃以下，該溫度會快速上升到淬火溫度，保溫系數主要采取1.45min/mm，在保溫狀態，對其進行加熱和淬火操作，襯板的性能會得到提升[2]。

在大中小三種類型鋼襯板淬火工藝中，保溫溫度和升溫速度是重要控制對象，控制該參數，可以避免襯板裂縫問題。

二、大、中、小型襯板的預熱與保溫方法差異

1、大、中型襯板

襯板預熱與均溫操作比較重要，直接關系到襯板韌性大小，在實際生產中，一般通過淬火處理，來使鋼襯板具有良好的韌性。淬火包括擴預熱與均溫環節，在此操作中，相關人員需要考慮襯板熱應力和組織應力的影響。這;兩種類型的襯板預熱保溫溫度都要采取ACI溫度以上650-700℃，在此階段，相關人員需要適當拖延保溫時間，以使襯板產生的兩種應力減小，使襯板的塑性提升。淬火溫度為1100℃，從預熱保溫到淬火溫度，時間很短暫。淬火溫度達到后，需要在適當的保溫時間內完成淬火操作，這可以使產品的耐磨性得到保證。

2、小型襯板

這種襯板預熱保溫方法比較多，相關人員需要滿足中高速升溫淬火條件，需要控制保溫時間，使其在合理的范圍內得到延長，如此襯板的塑性和屈服能力會變強。

三、大、中、小型襯板二次彌散固溶處理工藝

襯板的二次彌散固溶劑處理主要指水韌處理和時效處理。不同規模襯板在設備中的應用壽命不同，其中小型襯板的有效使用時間較長，為了使三種襯板更換頻率保持同步，相關人員需要通過熱處理工藝，來延長大中型襯板使用時間。三種襯板厚度會對使用時間產生影響，所以可以通過厚度調整來達到目的。大中型襯板的厚度需要增加，最大增加到120mm，在增加厚度同時，還要延長水韌處理時間和時效處理時間，在處理后，高錳鋼襯板的性能都會得到保證[3]。

在最佳時效處理中，相關人員需要對淬火鋼件進行繼續升溫加熱，使其在350℃保溫狀態下保持8個小時，然后再做冷處理，該過程主要對固溶碳進行處理，在其變成碳化物后，其會與原襯板脫離，所以鋼襯板的脆性和裂紋敏感性會降低，襯板第二相也得到了強化。

在鋼襯板二次彌散固溶處理中，相關人員需要控制時效時間，避免出現過時效現象，否則鋼襯板性能不會提升，反而會降低。

四、加鉻高錳鋼襯板及其熱處理優化

高錳鋼襯板的組成元素有很多，在加入鉻元素后，其相關的熱處理工藝也會發生變化。這種鋼襯板在水韌處理后，溫度需要保持在400℃以下，但可以升高至350℃。因此在將其安裝在相關設備中時，相關人員還需要注意襯板切割方式，避免出現切割加溫現象。在安裝中，主要避免應用氧氣槍加熱切割方式。

在實際安裝應用中，一些格子板需要更換時，相關人員需要在大倒角格子板形式中處理格子板，而不是隨意切割格子板的外圍，如此便不會出現水韌處理后的襯板回火升溫問題。控制格子板安裝形式，可以減少格子板裂紋現象。

加鉻高錳鋼襯板比高錳鋼襯板更加耐磨，其在韌性和屈服極限方面也具有很多優勢，所以這種材質會逐漸代替高錳鋼襯板，相關人員還要做好該種材質的熱處理工作。其熱處理工藝要求更高，一旦出現差錯，這種鋼襯板表面析出的碳化物會重新固溶于鋼襯板中，所以鋼襯板的性能會在應用中快速降低。為了解決此問題，應做好升溫速度控制工作，低溫升溫速度應小于50℃/h，此外保溫溫度應不小于650℃，但也不能大于700℃[4]。

結語

在高錳鋼襯板生產加工中，熱處理屬于重要環節，直接關系到產品的性能情況，相關人員要做好熱處理環節的監督工作，使熱處理工藝都落實到位。熱處理過程中涉及到的工藝比較多，需要控制的參數等也不少，所以其處理過程容易出現問題，相關人員還要重點解決這些問題，使其不會影響高錳鋼襯板的加工處理質量。此外，相關人員還應對熱處理工藝進行改進，對處理方案進行完善。

參考文獻

[1]張永利，何鐵牛，郎忠勇，馬潤元，李桂寧.高錳鋼襯板熱處理工藝研究與應用[J].礦山機械，2016，44（06）：93-95.

[2]侯晉梅. 新型高錳鋼襯板制造工藝及性能分析[J].太原科技大學，2016（04）：67.

[3]周云.襯板熱處理工藝研究[J].礦山機械，2017，23（08）：78-79.

[4]劉旭.高錳鋼襯板制作工藝研究[J].礦山機械，2016，12（05）：45-48.