葉片是拋丸機中最容易磨損的零件，也是機械工業(yè)中消耗較大的磨損零件。它的使用壽命對合金材料和資金的利用率以及拋丸機的生產(chǎn)效率有很大的影響。近年來，人們對高鉻白口鑄鐵及其在拋丸機葉片上的應(yīng)用進行了大量研究，大大提高了葉片的質(zhì)量和性能。今天，青島華盛泰拋丸機小編給大家介紹一下：

　　一、葉片的失效形式

　　拋丸機主要由葉輪、定向套筒、分丸輪和葉片組成。工作時，葉輪轉(zhuǎn)速高達(dá)2000轉(zhuǎn)/分以上。大量的射彈從葉片的入口端通過彈丸分離輪被拋入，使得葉片受到射彈的沖擊。此后，一方面，在科里奧利慣性力的作用下，射彈以很大的正壓力壓在葉片上。另一方面，在離心力的作用下，它以非常高的速度向出口端移動。離出口端越近，葉片上的正壓力和射彈向外的運動速度就越大。最后，以60-80米/秒或更高的速度將其拋向待清潔工件的表面。此外，出口處的葉片還以較高的相對速度與大量反彈射彈碰撞，并承受較大的局部沖擊應(yīng)力。

　　可以看出，在葉片的工作過程中，表面不僅由于與彈丸的強烈摩擦而磨損，而且受到彈丸的沖擊而產(chǎn)生局部沖擊應(yīng)力。因此，葉片的主要失效模式是沖擊磨損。沖擊應(yīng)力加劇了磨損過程，使帶有微裂紋和鑄造缺陷的葉片因斷裂而失效。

　　彈丸的材料主要是白口鑄鐵丸和鑄鋼丸，它們對葉片的磨損過程有不同的影響。鐵球的硬度較高，但當(dāng)它們與刀片碰撞時，很容易破碎，形成尖銳的尖角。當(dāng)它在刀片上以很大的壓力移動時，刀片會產(chǎn)生嚴(yán)重的切削磨損。鋼丸的硬度較低，但不容易開裂，能保持圓鈍的外觀，對刀片的切割效果較弱。因此，由鋼丸制成的刀片的使用壽命比由鐵丸制成的刀片的使用壽命長得多。

　　為了提高葉片的抗沖擊磨損能力，要求材料不僅要有高硬度，還要有足夠的韌性。

　　二.葉材料和化學(xué)成分的選擇

　　國內(nèi)外，高鉻白口鑄鐵(含鉻13% ~ 22%)主要用于拋丸機葉片。與低鉻或中鉻白口鑄鐵相比，它具有以下特點:

　　(1)中低鉻白口鑄鐵中，共晶碳化物為M3C型，硬度低(800 ~ 1100 HV)；高鉻白口鑄鐵中的共晶碳化物為M7C3型。

　　硬度高達(dá)1300~1800HV，具有較高的耐磨性。

　　(2)中低鉻白口鑄鐵中M3C型碳化物呈網(wǎng)狀分布，切斷了基體的連續(xù)性，降低了鑄鐵的韌性，而M3C 3型碳化物呈塊狀，顯著提高了基體的韌性；

　　(3)熱處理可以改變基體結(jié)構(gòu)，有利于調(diào)整硬度和韌性，達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。

　　其化學(xué)成分的測定原理是:

　　(1)鉻和碳的含量比率應(yīng)控制在4.0至8.0 [7]之間。鉻和碳是決定高鉻鑄鐵組織和性能的主要元素。它們具有很強的親和力，可以形成碳化鉻，碳化鉻可以溶解在奧氏體中并強化金屬基體。鉻和碳含量的比率決定了碳化物的類型:當(dāng)該比率超過4.0時，幾乎所有高硬度的M7C3碳化物都形成了，從而提高了材料的整體硬度和韌性。鉻和碳的含量也決定了高鉻鑄鐵中碳化物的體積分?jǐn)?shù)。碳化物的高體積分?jǐn)?shù)有助于提高耐磨性，但韌性降低。因此，含碳量超過310%的高鉻鑄鐵主要用于中低應(yīng)力磨損條件。然而，當(dāng)碳含量低于310%時，它主要用于高應(yīng)力沖擊磨損條件。

　　拋丸機葉片壽命的研究現(xiàn)狀

　　表1兩種高鉻耐磨白口鑄鐵的牌號和化學(xué)成分

　　(2)為了提高淬透性，可以適當(dāng)添加鉬、銅和其他元素[8]。一部分鉬進入碳化物，一部分溶解在奧氏體中。溶解在奧氏體中的鉬和銅的共同作用可以進一步提高淬透性。鉬含量可達(dá)3.0%。盡管銅能提高淬透性，但它在奧氏體中的溶解度很小(約2.0%)。為了防止游離銅在晶界沉淀，銅含量不應(yīng)超過1.2%。

　　(3)為了提高耐磨性，可以加入強碳化物形成元素，如釩[9)、鈮[10]等。釩和鈮的加入可形成硬度高達(dá)2600～2800 HV的非常穩(wěn)定的VC和NbC，并可防止奧氏體晶粒長大。

　　三、葉片微結(jié)構(gòu)的要求

　　高鉻鑄鐵的鑄態(tài)組織是共晶碳化物M7C3+奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。硬化熱處理后，顯微組織為共晶碳化物+次生碳化物+馬氏體+殘余奧氏體。高鉻鑄鐵的基體組織和碳化物對葉片的耐磨性和韌性有很大影響。

　　3.1矩陣結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足葉片的工況要求

　　熱處理后葉片的基體組織主要為馬氏體+殘余奧氏體。通過熱處理，馬氏體的含碳量和硬度能夠滿足葉片的工作條件。當(dāng)使用鐵球時，刀片主要受到切削磨損，馬氏體應(yīng)具有高碳含量以確保足夠的硬度。使用鋼丸時，葉片的失效主要是產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致材料剝落，因此馬氏體中的碳含量應(yīng)適當(dāng)降低，以提高韌性[1]。

　　至于殘余奧氏體的作用，有人認(rèn)為[4，11]對耐磨材料的磨損特性有有利的影響。殘余奧氏體越多，韌性越好。這是因為奧氏體具有防止碳化物間裂紋擴展的能力。有人還認(rèn)為，[12]當(dāng)葉片在反復(fù)沖擊條件下工作時，殘余奧氏體在反復(fù)沖擊下會發(fā)生馬氏體相變，這將促使基體開裂和材料剝落。

　　一些國外工廠生產(chǎn)的高鉻鑄鐵刀片指出，大多數(shù)耐磨刀片含有不到5%的馬氏體基體。

　　殘余奧氏體。殘余奧氏體越多，使用壽命越短。這就提出了提高葉片耐磨性的基體結(jié)構(gòu)要求。3.2定向或細(xì)化碳化物

　　當(dāng)高鉻鑄鐵的鉻含量超過10%時，顯微組織中的碳化物主要由M7C3碳化物組成，連續(xù)性較差。這些碳化物嵌在基體中，有利于提高鑄鐵的韌性。

　　做愛。然而，碳化物的取向和尺寸對高鉻鑄鐵的耐磨性也有很大的影響。有兩種方法可以改善其取向和尺寸:首先，在鑄造過程中，鐵水依次凝固以獲得定向排列的碳化物[1(見圖1)。該碳化物垂直截面硬度為1989HV，明顯高于縱向截面硬度1450HV。當(dāng)磨損表面垂直于碳化物纖維的方向時，它具有更好的耐磨性。

　　另一種方法是在熔煉過程中進行變質(zhì)處理，以精煉鑄態(tài)碳化物。熱處理后，碳化物的圓度進一步提高，削弱了對基體的分裂作用，從而有效地提高了韌性。

　　有人選擇了RE2B2V對高鉻鑄鐵葉片進行復(fù)合變質(zhì)處理。最佳配比為re2s2鐵:0.3% ~ 0.6%(添加量)，硼:0.06% ~ 0.08%，釩:0.1% ~ 0.3%。鑄態(tài)試塊的沖擊值可達(dá)8 ~ 16j/cm2。

　　有人研究了稀土、釩、鈦和硼變質(zhì)對高鉻鑄鐵的影響。結(jié)果表明，碳化物呈塊狀，隔離程度明顯提高，尺寸也明顯細(xì)化(見圖2)。韌性增加60% ~ 160%，磨損失重減少17% ~ 47%，但硬度變化不明顯。

　　有些人使用既含有能強烈形成碳化物的元素又含有能強烈促進石墨化的元素的材料進行改性處理，從而細(xì)化晶粒，分離碳化物，并明顯降低硫和氧含量。因此它

熱處理后的沖擊值高達(dá)8.3 ~ 13.2焦耳