水泥工業(yè)耐磨材料與技術(shù)手冊

前言

磨損問題是建材水泥、冶金礦山和火力發(fā)電行業(yè)中比較突出的問題，也是生產(chǎn)和使用耐磨產(chǎn)品的企業(yè)涉及生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素。解決磨損問題的關(guān)鍵是要對造成機械設(shè)備和零件磨損的原因和機理有一個正確的認識，了解解決磨損問題的基本規(guī)律，然后采取合適的“對癥下藥”的措施。材料磨損是一個復(fù)雜的并和多種因素相關(guān)的系統(tǒng)工程問題，它和材料本身以及機械設(shè)備的使用工況和工作條件及對象密切相關(guān)。所以，解決磨損問題不能光憑查閱材料手冊采用普通的選用材料和方法那么簡單和直接，它要充分地考慮和了解實際的使用工況，經(jīng)過科學(xué)的理論分析和實際試驗，反復(fù)驗證，才能獲得良好的和最為經(jīng)濟有效的效果。解決磨損問題的方法無非是：正確和合理地選用合適的耐磨材料和改善零件結(jié)構(gòu)和設(shè)計，采用經(jīng)濟而有效的生產(chǎn)制造工藝，在可能條件下，選用合適的表面處理和強化手段，以獲得最佳和最為經(jīng)濟和有效的減磨效果。近幾十年來，我國廣大的技術(shù)和研究工作者在材料磨損和摩擦學(xué)及表面工程領(lǐng)域進行了大量的研究，在引進、開發(fā)和自主創(chuàng)新新型耐磨材料和生產(chǎn)工藝方面有了許多豐富的成功經(jīng)驗和科學(xué)成果。這些成果對促進我國耐磨材料行業(yè)的發(fā)展有著不可磨滅的作用，也對國民經(jīng)濟的發(fā)展以及減少材料和能源的消耗產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效果。特別是最近一段時間，建材水泥、冶金礦山和火力發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展促進了對耐磨產(chǎn)品的更高質(zhì)量和更大數(shù)量的需求。隨著我國進入WTO的新形勢，國際市場對耐磨備件的需求也增加了進一步發(fā)展壯大耐磨材料行業(yè)的誘惑力，一些國際大型耐磨材料生產(chǎn)企業(yè)來到中國，企圖建立生產(chǎn)基地并尋求供應(yīng)和合作伙伴，這種趨勢也促進了我國在耐磨材料方面研究和生產(chǎn)的發(fā)展。因此，當前，耐磨材料的市場形勢是非常有利的，但競爭也是不可避免的。相對于其他行業(yè)來說，我國在水泥這個領(lǐng)域中，從事耐磨材料產(chǎn)品的開發(fā)研究和生產(chǎn)的歷史是最早的。最初，服務(wù)于該行業(yè)的耐磨材料生產(chǎn)工廠也最多，發(fā)展也最快。由于這些研究和應(yīng)用，在很多水泥工廠中所獲得的節(jié)約能源和材料的實際效果也最為明顯。早在1984年，中國機械工程學(xué)會磨損失效與抗磨技術(shù)專業(yè)委員會和當時的國家建材局裝備技術(shù)總公司就聯(lián)合舉辦了多次球磨機磨球、襯板和齒板等典型耐磨產(chǎn)品的技術(shù)交流和評定會。至今，我們累計已經(jīng)召開了十屆全國性的耐磨材料學(xué)術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗交流會和幾十次中、小型有關(guān)耐磨材料和技術(shù)的專題會議。2004年5月，經(jīng)國家民政部批準，正式成立了中國建材機械工業(yè)協(xié)會耐磨材料及抗磨技術(shù)分會，并于2005年7月和2007年5月分別在成都和鄭州召開了第一屆和第二屆水泥工業(yè)用耐磨材料和技術(shù)研討會。本書的出版就是在以上這些工作的基礎(chǔ)土，認真總結(jié)了國內(nèi)外在材料磨損和摩擦學(xué)及表面工程領(lǐng)域近些年來的研究成果和生產(chǎn)經(jīng)驗，特別是水泥行業(yè)和領(lǐng)域中實際應(yīng)用的成果。

內(nèi)容概要

本書比較系統(tǒng)和全面地敘述了在水泥工業(yè)中的耐磨材料和技術(shù)以及它的應(yīng)用實例。第1章、第2章綜合介紹了磨損在水泥以及其他工業(yè)中的重要性和它的基本理論；第3章介紹了典型的耐磨材料和應(yīng)用，其中包括各種耐磨鑄鐵和高、中低合金鑄鋼材料；第4章專門介紹了耐磨鑄造產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)、裝備和質(zhì)量控制；第5章、第6章介紹了一些實用的表面工程技術(shù)，包括工程陶瓷等。第7章、第8章重點介紹了水泥工業(yè)中普遍存在的磨損問題以及典型零件的磨損控制技術(shù)應(yīng)用實例。最后，還列舉了耐磨材料領(lǐng)域有關(guān)國內(nèi)外技術(shù)標準，中、英文詞匯對照。本書由中國建材機械工業(yè)協(xié)會耐磨材料及抗磨技術(shù)分會和中國機械工程學(xué)會磨損失效與抗磨技術(shù)專業(yè)委員會負責(zé)組織編寫，具有一定的權(quán)威性和相當?shù)膶嵱脙r值?！　”緯淖x者對象為水泥工業(yè)及為水泥工業(yè)提供產(chǎn)品和服務(wù)的機械設(shè)備設(shè)計、耐磨產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的工程技術(shù)和經(jīng)營管理人員；也適用于冶金礦山和火力發(fā)電等相關(guān)行業(yè)人員參考使用，并供從事材料磨損領(lǐng)域和耐磨材料與表面技術(shù)方面的研究人員、相關(guān)專業(yè)的大專院校師生參考。

書籍目錄

第1章　概論　1.1　磨損問題的重要性及經(jīng)濟損失　1.2　水泥工業(yè)中的磨損問題及其對水泥技術(shù)進步的影響　1.3　耐磨材料與技術(shù)的發(fā)展史　1.4　國內(nèi)外耐磨材料生產(chǎn)與技術(shù)的現(xiàn)狀和展望第2章　磨料磨損的定義及分類　2.1　磨料磨損定義和分類　　2.1.1　定義　　2.1.2　分類　2.2　靜載條件下的表面接觸及應(yīng)力分布　2.3　動載條件下的表面接觸及應(yīng)力分布　2.4　磨損特征及一般規(guī)律　　2.4.1　粘著磨損　　2.4.2　磨料磨損　　2.4.3　表面疲勞磨損　　2.4.4　微動磨損　　2.4.5　沖擊磨損　　2.4.6　磨蝕　2.5　耐磨材料的磨損試驗　　2.5.1　沖擊磨料磨損試驗　　2.5.2　高應(yīng)力磨料磨損試驗　　2.5.3　沖蝕磨損試驗方法　　2.5.4　低應(yīng)力磨料磨損試驗　　2.5.5　高溫高速磨損試驗機　2.6　耐磨鑄件的失效方式及分析　　2.6.1　磨損失效　　2.6.2　斷裂失效　　2.6.3　變形失效　　2.6.4　磨損失效分析　2.7　磨料磨損基本理論　　2.7.1　磨料磨損切削機制　　2.7.2　磨料磨損的裂紋擴展機制　　2.7.3　塑變磨損機制　　2.7.4　剝層磨損機理　　2.7.5　腐蝕磨損機制　　2.7.6　粘著磨損機理　　2.7.7　鑿削坑形成機理第3章　耐磨鑄鐵和鑄鋼材料　3.1　耐磨鑄鐵　　3.1.1　普通白口鑄鐵　　3.1.2　鉻系白口鑄鐵　　3.1.3　鎳硬鑄鐵　　3.1.4　耐磨球墨鑄鐵　3.2　耐磨鑄鋼材料　　3.2.1　高錳鋼（超高錳鋼和中錳鋼）化學(xué)成分、性能、組織和生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用　　3.2.2　耐磨合金鋼（低、中、高合金鋼）的化學(xué)成分、性能、組織和生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用第4章　耐磨鑄件的生產(chǎn)工藝、設(shè)備選用和質(zhì)量控制　4.1　耐磨鑄件的特點　4.2　耐磨鑄件材料品種的分類、化學(xué)成分及金相組織的選擇　　4.2.1　耐磨鑄件材料品種的分類　　4.2.2　耐磨鑄件材料化學(xué)成分及金相組織的選擇　4.3　耐磨鑄件的熔化和精煉　　4.3.1　耐磨鑄件熔化設(shè)備的選擇　　4.3.2　沖天爐熔煉　　4.3.3　感應(yīng)電爐　　4.3.4　電弧爐　　4.3.5　雙聯(lián)熔煉法　　4.3.6　爐外精煉和除氣　4.4　耐磨鑄件的造型工藝　　4.4.1　耐磨鑄件造型材料和工藝的選擇　　4.4.2　砂型造型工藝　　4.4.3　實型鑄造（消失模）法（EPC法）　4.5　耐磨鑄件的熱處理（退火、淬火和回火）　　4.5.1　耐磨鑄鐵件的熱處理　　4.5.2　耐磨鑄鋼件的熱處理　　4.5.3　熱處理設(shè)備和能源的選用　4.6　耐磨鑄件的落砂、清理和修整　　4.6.1　耐磨鑄件的落砂　　4.6.2　表面清理　　4.6.3　消除內(nèi)應(yīng)力　4.7　耐磨鑄件的缺陷分析和質(zhì)量控制　　4.7.1　耐磨鑄件的缺陷分析　　4.7.2　耐磨鑄件的質(zhì)量檢驗　4.8　計算機在耐磨鑄件生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用　　4.8.1　耐磨鑄件鑄造工藝計算機輔助設(shè)計　　4.8.2　耐磨鑄件充型和凝固過程的計算機數(shù)值模擬　4.9　耐磨鑄件工廠的信息和生產(chǎn)管理　　4.9.1　管理信息系統(tǒng)特點　　4.9.2　管理信息系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)　4.10　耐磨鑄件生產(chǎn)廠的質(zhì)量管理和控制中心　　4.10.1　耐磨鑄件生產(chǎn)過程中的主要測試項目　　4.10.2　耐磨鑄件生產(chǎn)廠應(yīng)配備的儀器設(shè)備第5章　表面工程與抗磨技術(shù)　5.1　概述　　5.1.1　表面工程學(xué)科體系　　5.1.2　表面工程的技術(shù)設(shè)計體系　　5.1.3　常用表面工程技術(shù)的分類　　5.1.4　抗磨技術(shù)　5.2　堆焊技術(shù)　　5.2.1　堆焊的工藝特點　　5.2.2　常用的堆焊技術(shù)與應(yīng)用實例　5.3　熱噴涂技術(shù)　　5.3.1　熱噴涂技術(shù)類型與原理特點　　5.3.2　熱噴涂技術(shù)應(yīng)用實例　　5.3.3　熱噴涂抗磨材料　　5.3.4　熱噴涂基本工藝　　5.3.5　熱噴涂新技術(shù)、新工藝　5.4　耐磨鍍層和涂層　5.5　涂覆技術(shù)　　5.5.1　涂覆材料　　5.5.2　涂漆技術(shù)　5.6　真空熔結(jié)　　5.6.1　真空熔結(jié)鎳基合金涂層　　5.6.2　大平面多弧離子鍍膜設(shè)備簡介　　5.6.3　真空電子輻射堆焊工藝技術(shù)　5.7　表面熱處理　　5.7.1　熱處理概念　　5.7.2　表面淬火技術(shù)　　5.7.3　表面化學(xué)熱處理技術(shù)第6章　工程耐磨陶瓷材料和金屬自修復(fù)技術(shù)　6.1　氧化鋁陶瓷材料　6.2　氧化鋁陶瓷的制造工藝　6.3　氧化鋁耐磨陶瓷材料的物理和力學(xué)性能　　6.3.1　物理特性　　6.3.2　力學(xué)性能　　6.3.3　陶瓷材料的斷裂韌性　　6.3.4　陶瓷材料的彈性模量　　6.3.5　氧化鋁陶瓷的耐磨性能　　6.3.6　氧化鋁陶瓷產(chǎn)品的應(yīng)用　　6.3.7　氧化鋁耐磨陶瓷產(chǎn)品在工業(yè)中的應(yīng)用　6.4　金屬磨損自修復(fù)技術(shù)（ART）　　6.4.1　金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀　　6.4.2　金屬磨損自修復(fù)材料的功能特點　　6.4.3　金屬磨損自修復(fù)材料的實驗室性能測定　　6.4.4　金屬磨損自修復(fù)材料的作用原理　　6.4.5　金屬磨損自修復(fù)材料的應(yīng)用效果和前景第7章　水泥工業(yè)粉磨工程及磨損問題　7.1　水泥生產(chǎn)工藝和設(shè)備配置　　7.1.1　水泥生產(chǎn)方法及流程　　7.1.2　設(shè)備　7.2　水泥生產(chǎn)使用的原料、燃料和半成品　　7.2.1　原料　　7.2.2　硅酸鹽水泥　　7.2.3　石膏　　7.2.4　高爐水淬礦渣和粉煤灰混合材料　　7.2.5　火山灰質(zhì)混合材料　　7.2.6　工業(yè)副產(chǎn)品　　7.2.7　尾礦　　7.2.8　其他類混合材料及礦化劑　　7.2.9　燃料　7.3　粉磨系統(tǒng)和粉磨工程及磨損　　7.3.1　粉磨概要　　7.3.2　原料粉磨　　7.3.3　煤粉粉磨　　7.3.4　水泥粉磨　　7.3.5　礦渣粉磨第8章　水泥工業(yè)中典型耐磨件的生產(chǎn)和應(yīng)用實例　8.1　球磨機磨球和磨段　　8.1.1　鑄造磨球的生產(chǎn)工藝方法分類　　8.1.2　各種工藝方法比較　　8.1.3　磨段生產(chǎn)工藝方法和性能　　8.1.4　鑄造磨球和磨段的材質(zhì)和性能　　8.1.5　研磨介質(zhì)的選材　　8.1.6　研磨介質(zhì)的磨損機理和質(zhì)量分析　　8.1.7　各種工況條件下研磨介質(zhì)消耗分析　8.2　立磨及磨輥和磨盤　　8.2.1　立磨簡介　　8.2.2　國內(nèi)主要水泥廠立磨使用情況統(tǒng)計　　8.2.3　立磨主要磨損件——磨輥和磨盤　　8.2.4　磨損失效機理分析　　8.2.5　立磨磨輥和磨盤耐磨材料的選擇　8.3　鉆孔機和挖掘機（鉆頭、斗齒和履帶板）　　8.3.1　挖掘機工作原理和主要磨損件　　8.3.2　鉆孔機工作原理和主要磨損件　　8.3.3　顎式破碎機和圓錐破碎機（顎板、定錐和動錐）　　8.3.4　錘式、反擊式、沖擊式破碎機磨損機理及耐磨材料的選擇　8.4　球磨機襯板　　8.4.1　球磨機粗磨倉襯板磨損機理及耐磨材料的選擇　　8.4.2　細磨倉襯板磨損機理及耐磨材料的選擇　　8.4.3　磨頭端襯板、隔倉板、出料篦板磨損機理及耐磨材料的選擇　8.5　輥壓機易損件磨損機理及耐磨材料的選擇　　8.5.1　工作原理　　8.5.2　輥面磨損失效機理分析　　8.5.3　輥壓機輥面材料的選擇　8.6　熟料燒成和冷卻機易損件磨損機理及耐熱耐磨材料選擇　　8.6.1　回轉(zhuǎn)窯中窯口護板磨損失效分析　　8.6.2　耐磨耐熱材料的選擇　　8.6.3　篦冷機篦板磨損機理及材料的選擇　8.7　預(yù)熱器內(nèi)筒掛板的磨損失效及材料的選擇　8.8　風(fēng)機葉片、料斗內(nèi)襯等薄壁件的磨損及材料的選擇　8.9　選粉機撒料盤襯板的磨損及材料選擇附錄1　耐磨材料技術(shù)標準目錄附錄2　名詞術(shù)語英漢對照

章節(jié)摘錄

插圖：4.1 耐磨鑄件的特點在水泥工業(yè)使用的消耗量最大的、眾多的耐磨件中，其生產(chǎn)制造工藝大多直接采用鑄造方法來成型，然后經(jīng)過修整、熱處理或機械加工出廠使用。其原因是：大多數(shù)的耐磨件都有較高的硬度和脆性。在一般情形下，耐磨件在鑄造成型后，很難再通過鍛造或其他方法重新進行塑性變形。因此，鑄造工藝和設(shè)備的選擇以及質(zhì)量控制就是保證生產(chǎn)鑄造耐磨產(chǎn)品質(zhì)量的重要前提。由于歷史條件和企業(yè)具體情況的差別，目前，我國生產(chǎn)耐磨鑄件企業(yè)其生產(chǎn)的設(shè)備和選用的鑄造工藝有較大的差別。應(yīng)該指出：耐磨鑄件的生產(chǎn)廠與一般的鑄造工廠選用的鑄造工藝和設(shè)備既有共同之處，但也有它本身的特點和需要。耐磨鑄件生產(chǎn)的特點是：（1）耐磨鑄件和一般鑄件的材料品種不同，耐磨鑄件的主要材料品種是：高錳鋼，中、低合金鋼和各種合金白口鑄鐵和球墨鑄鐵；而一般的鑄造工廠則偏重于生產(chǎn)普通的灰口鑄鐵或者碳鋼鑄鋼件。（2）耐磨鑄件的品種相對來說比較繁雜，一般都是設(shè)備運轉(zhuǎn)中的易損件。除了大量消耗的球磨機磨球和襯板這些耐磨介質(zhì)外，其同一品種的批量并不大。（3）大多數(shù)耐磨鑄件要直接依靠鑄造成型來保證其尺寸精度和表面光潔度，且有較高硬度和脆性，難以機加工、焊接和校正。（4）耐磨件的使用性能不僅和本身材料品種的生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量有關(guān)，也和用戶的實際需求及使用工況條件有關(guān)。4.2 耐磨鑄件材料品種的分類、化學(xué)成分及金相組織的選擇4.2.1 耐磨鑄件材料品種的分類耐磨鑄件的材料品種很多，可以按不同類型和用途進行廣泛的分類。例如，可分為：黑色金屬和有色金屬耐磨鑄件（鑄鐵磨球或銅軸瓦）；抗磨料磨損、摩擦磨損或腐蝕磨損鑄件（襯板或泵件）等；但實際應(yīng)用較多的還是金屬耐磨鑄鐵或鑄鋼件。耐磨合金鑄鐵一般可分為：減磨鑄鐵、普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵及低、中、高鉻合金鑄鐵等；耐磨合金鑄鋼可分為：低、中合金鋼；高錳鋼；軸承鋼和耐熱耐磨鋼等。對于一些典型的耐磨鑄鐵和耐磨和合金鑄鋼的性能和特點已經(jīng)在第3章中進行敘述。這里只是就耐磨鑄件化學(xué)成分和材料品種及金相組織的選擇進行討論。4.2.2 耐磨鑄件材料化學(xué)成分及金相組織的選擇耐磨鑄件材料的化學(xué)成分和顯微組織與其機械性能密切相關(guān)。

編輯推薦

《水泥工業(yè)耐磨材料與技術(shù)手冊》是周平安編寫的，由中國建材工業(yè)出版社出版。

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