球磨机衬板

来源：无锡市铸造厂浏览：- 发布日期：2025-12-16 14:24:56【大中小】

球磨机衬板是保护磨机筒体、提升研磨效率的关键耐磨易损件，工况特点是承受钢球和物料的冲击、挤压、研磨三重载荷，铸造时需围绕 “高耐磨、抗冲击、不易脱落” 三大核心要求展开，具体如下：

一、球磨机衬板的常用材质及选型原则

衬板材质需根据磨机规格、研磨物料特性（硬度、粒径）选择，不同材质适配不同工况：

材质类型	核心性能	适用工况	典型牌号
高锰钢（奥氏体锰钢）	受冲击后表面快速硬化（硬度达 HRC55+），内部保持高韧性，抗冲击性优异，加工性能好	大型球磨机、研磨高硬度矿石（如铁矿石、花岗岩）、冲击载荷大的工况	ZGMn13、ZGMn13Cr2
高铬铸铁	硬度极高（HRC58-65），耐磨性是高锰钢的 2-3 倍，抗磨粒磨损能力强；但韧性较差，抗冲击性弱	中小型球磨机、研磨低冲击载荷的细磨工况（如水泥熟料、煤粉）	Cr15Mo3、Cr20
低合金耐磨铸钢	综合力学性能好，强度高、韧性适中，耐磨性优于普通铸钢，成本低于高锰钢	中型球磨机、研磨中等硬度物料（如石灰石、石膏）	ZG30CrMnSi、ZG40CrNiMo
双金属复合衬板	工作面为高铬铸铁（耐磨），基体为高锰钢 / 低合金铸钢（抗冲击），兼顾耐磨与抗冲击	冲击载荷波动大的复杂工况，性价比高	定制化复合材质

衬板多为中厚壁铸件（壁厚 20-100mm），形状多为弧形、带螺栓孔和加强筋，铸造工艺需重点解决耐磨层成型、螺栓孔精度、抗裂三大问题：

型腔设计：采用树脂砂造型（精度高、溃散性好），弧形衬板的型腔需用模具精准复刻弧度，确保与磨机筒体贴合；螺栓孔需预埋金属芯棒，避免浇注后孔位偏移或变形，芯棒需涂脱模剂，浇注后及时取出。
浇冒口系统：采用底注式或阶梯式浇注，金属液从衬板非工作面（背面）注入，避免直冲耐磨工作面导致冲砂、夹渣；冒口设置在衬板厚大部位（如加强筋、边缘），保证顺序凝固，防止内部缩孔缩松。
结构优化：衬板工作面可设计沟槽、凸台（提升研磨效率），但需避免尖角，转角处做 R5-R10 的圆角过渡，减少应力集中；背面设置加强筋，增强衬板强度，防止使用中断裂。

高锰钢熔炼：严格控制碳含量（1.0%-1.4%）、锰含量（11%-14%），降低硫（≤0.05%）、磷（≤0.07%）含量，避免热脆；加入铬、钼等合金元素，提升耐磨性和抗裂性；熔炼温度控制在 1500-1550℃，保证合金元素充分溶解，熔炼后静置 10-15 分钟，去除浮渣和气体。
高铬铸铁熔炼：控制铬碳比（2.5-3.0），确保形成硬质碳化物（提升耐磨性）；加入镍、铜等元素改善韧性；采用中频感应炉熔炼，温度控制在 1480-1520℃，防止晶粒粗大。
双金属复合衬板熔炼：采用双联熔炼工艺，分别熔炼耐磨层（高铬铸铁）和基体层（高锰钢），通过离心铸造或浇注复合的方式成型，确保两层界面结合牢固，无分层缺陷。

热处理是衬板铸造的核心工序，不同材质热处理工艺差异显著：

高锰钢衬板：必须进行水韧处理—— 加热至 1050-1100℃，保温 2-4 小时（按壁厚每 25mm 保温 1 小时），然后快速水淬（水温≤40℃），使碳化物完全溶解在奥氏体中，获得单一奥氏体组织，保证 “冲击硬化” 特性。严禁空冷或缓冷，否则会析出碳化物，导致衬板脆断。
高铬铸铁衬板：采用淬火 + 低温回火—— 淬火温度 920-980℃，油淬或强制空冷，回火温度 200-300℃，保温 2 小时，消除残余应力，提升硬度和耐磨性，同时避免开裂。
低合金耐磨铸钢衬板：采用正火 + 回火—— 正火温度 850-900℃，空冷，回火温度 550-600℃，细化晶粒，提升强韧性。

原材料质控：合金添加剂（铬、锰、钼）需检验纯度，树脂砂需控制强度和透气性，避免铸件产生气孔、粘砂。
过程质控：
- 熔炼时用直读光谱仪实时监测成分，确保符合牌号要求；
- 浇注时控制温度和速度，弧形衬板需保证充型均匀，避免壁厚不均；
- 热处理时用温控仪全程监控炉温，防止温度偏差导致性能不达标。
成品检测：
- 外观检测：检查表面有无裂纹、砂眼、夹渣，工作面不得有影响耐磨性的缺陷；螺栓孔需光滑无毛刺，孔径偏差≤±0.5mm。
- 尺寸检测：用弧形样板检测衬板弧度，用三坐标测量仪检测螺栓孔位置度，确保与磨机筒体匹配。
- 内部检测：用超声波检测（UT）排查内部缩孔、缩松，用磁粉检测（MT）检测表面及近表面裂纹。
- 性能检测：从衬板本体取样，检测硬度（高锰钢水韧后硬度≥HB200，冲击后≥HRC55；高铬铸铁≥HRC58）、冲击韧性，确保满足工况要求。
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