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- 耐火磚成型模版失效 -

耐火磚成型模板工作面大,在200t壓力機上承受著耐火材料堅硬顆粒的擠壓、刮削和研磨,其服役條件較為惡劣。因此要求模具工作面具有高硬度、高耐磨性、足夠的強度和適當?shù)捻g性。國外有使用高合金冷作模具鋼制作模板,熱處理后表面硬度高、耐磨性好,但脆性大,模具安裝時易開裂,且成本高。國內不少耐火材料廠曾試用高鉻鑄鐵、高碳鉻鉬耐磨合金以及硬質合金等,或對碳鋼制模具進行滲硼表面強化,或滲碳與硼氮共滲復合處理等。但由于種種原因未得到廣泛應用。

某廠選用10鋼制作模板,原采用980℃×8h高溫固體滲碳,后又改用930℃×15h氣體滲碳預冷到880℃后冰鹽水淬火,經矯直后即可使用。材料成本低,機加工及熱處理比較簡便,故應用較廣。但由于模板選材不當,以及熱處理工藝方面存在著一些問題,因而模板使用壽命較短。

01鋼制模板失效的形式

模板失效形式多種多樣,除了操作以及安裝不當而失效外,下列幾種失效形式較多見。

(1) 模板服役表面各處磨損均勻,當模板下部磚坯成型部位磨損很大時,磚坯尺寸超差,或造成磚坯脫模困難,模板即告失效,此種失效屬正常失效。

(2)模板下部磚坯成型部位,板面各處磨損不同步,致使表面出現(xiàn)大小不一,形狀不同的凹坑。磚坯脫模時受到阻礙,脫模后磚坯表面出現(xiàn)皺裂,,此種失效形式較為普遍。

(3)模板板面先形成凹坑,此后凹坑在堅硬顆粒的刮削作用下不斷沿板面長度方向擴展而磨出一道或多道深淺不一、寬窄不同的溝槽,致使模板報廢,此種失效形式也較多見。

02模板失效原因

(1)模板滲碳層淺,且碳濃度不高。取自模板的試樣,經用高溫防氧化脫碳涂料保護退火后,用金相法測定了滲碳層深度,并大致估計了表層含碳量。滲層深度只有1.4~2.0mm。顯微組織觀察表明,表層含碳量不高,只在模板最表層出現(xiàn)少量不連續(xù)的二次滲碳體網,估計表層含碳量約為0.8%~0.9%。模板滲層淺,淬火后淬硬層深度也淺。由于表層碳濃度不高,淬火狀態(tài)下不存在二次碳化物,因此,模板的耐磨性也不會太高。

(2)

模板滲碳層淺,過渡區(qū)窄,內層硬度低。硬度測定表明,自模板表面至心部硬度降低很快,硬度梯度很大,某些部位距表面1.5mm處硬度就已降至HRC30以下。表層一經磨損,模板的耐磨性將急劇下降。

(3)

模板各處硬度極不均勻,存在著許多軟點區(qū)。高硬度區(qū)域的硬度達HRC62,軟點區(qū)域的硬度則為HRC35以下。硬度高的區(qū)域耐磨性較好,不易磨損,而軟點區(qū)域耐磨性差,極易磨損而下陷,即各處磨損不同步致使模板過早出現(xiàn)凹坑。

上述是導致模板過早失效的主要原因。這是由于模板材料選擇不當和熱處理工藝存在著一些問題所造成的。