球磨機鋼球磨損失效的幾種機制
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磨機鋼球的磨損失效可以概括為下面幾種機制:
1、切削和鑿削磨損
鋼球在球磨機的運動上升階段,與物料間產(chǎn)生相對滑動,或者是滑動兼滾動。被磨物料煤的硬度較低,但仍然可以造成擦傷式磨料磨損,特別是煤中含有18%左右的灰分,灰分中含有SiO2、Al203等硬的組成物,對表面可起切削作用,形成切屑,在表面留下溝槽,造成切削磨損。由于煤中硬組份比例較低,因此溝槽只在磨面局部地區(qū)不均勻分布。 硬組分磨粒硬度、尺寸不同,因而所形成的溝槽深淺不一,寬窄有異。此外由于鋼球運動形式復(fù)雜,切削路徑也不同,在相對滑動中發(fā)生長程切削,形成較長的磨溝。當(dāng)有滑動兼滾動時,出現(xiàn)短程切削,形成較短溝槽。當(dāng)鋼球下落,發(fā)生沖擊時,局部鑿削,形成孤立的鑿削坑。因而*后形成微觀磨面上的縱橫交錯、雜亂分布的切削溝槽和孤立的鑿削坑,對局部軟區(qū)則會形成嚴(yán)重的切削磨削。
2、變形磨損
球磨機鋼球與物料相對滑動和沖擊接觸時,除去直接切削和鑿削外,當(dāng)沖擊功很大時還有犁溝變形和鑿削變形伴隨發(fā)生,這種變形是指表面的局部塑性流動,金屬將被推擠*溝槽和鑿削凹坑外側(cè),在物料重復(fù)作用、金屬反復(fù)變形下,因為應(yīng)變疲勞產(chǎn)生裂紋,裂紋擴展、連接,形成犁屑薄片,自表面脫落。硬度較高的材料形成變形磨損作用較小;硬度較低,塑性較大的材料變形磨損的比例較大。
3、疲勞磨損
在球磨機工作期間,鋼球始終受到?jīng)_擊和碰撞,鋼球表面必然存在疲勞過程,根據(jù)疲勞剝落的尺寸大小可區(qū)分為宏觀疲勞剝落和微觀疲勞剝落兩種。在鑄球中(低碳白口和中錳球鐵)兩類疲勞都發(fā)生,在鍛鋼球中,如果鋼材質(zhì)量不好,也可能出現(xiàn)宏觀疲勞,但主要出現(xiàn)表面的微觀疲勞剝落。疲勞過程包含疲勞裂紋的形成和擴展兩個過程,而疲勞裂紋的形成取決于應(yīng)力狀態(tài)和材料情況。鑄球中冶金質(zhì)量不好,存在鑄造缺陷(氣孔、縮孔、夾雜等),缺陷處應(yīng)力集中容易形成裂紋,在較短的疲勞周次下可擴展到邊緣,形成宏觀大塊剝落,一導(dǎo)致表面失圓。這種宏觀疲芳剝落是鑄造鋼球中特有的危害性*大的一種磨損方式。
4、脆性剝落
鑄鐵鋼球中處于表面的脆性第二相(滲碳體,石墨)在磨損中發(fā)生開裂、斷裂和剝落,形成較小的剝落坑。脆性剝落可促進微觀疲勞淺層剝落的發(fā)生。以上幾種機理并非同時對鋼球失效起主要作用,對不同材料、不同工況條件起主要作用的磨損機理是不同的,或者起作用的程度不同,鋼球磨損機理的變化,大約有以下四種情況。卜球磨機大小不同:根據(jù)現(xiàn)場使用的情況來看,低碳白口鑄鐵在大型機中有較高的破碎率,亞表層裂紋形成更為嚴(yán)重。說明大磨機中鋼球承受沖擊作用較大,疲勞剝落和脆性剝落成為主要機理,切削和變形失效機理起次要作用。而在較小磨機中,二類機理發(fā)生的比例有所變化,鋼球的磨損失效以切削和變形機理為主要形式。
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