Chi tiết mài mòn khai thác mỏ: Tấm AR vs Thép mangan Hadfield

Hai cơ chế mài mòn

Chi tiết mài mòn hỏng do mài mòn trượt/nghiền (quặng cạo qua một bề mặt) hoặc do mài mòn va đập (đá đập và nghiền vào nó). Hai họ thép chiếm ưu thế mỗi họ giải quyết tốt một vấn đề.

Tấm AR / NM: cứng ngay từ đầu

Tấm chống mài mòn (NM360–NM550 trong hệ GB, AR400–AR500 và tương đương ở nơi khác) là thép hợp kim thấp được tôi tới độ cứng xuyên suốt khoảng 360–550 HBW, giao sẵn sàng để cắt, hàn và bắt bu lông. Nó là mặc định cho:

• Lớp vỏ gầu máy xúc và tấm lót cạnh cắt
• Thùng xe tải, máng và tấm lót phễu
• Tấm mài mòn băng tải và điểm chuyển tiếp

Tuổi thọ mài mòn tăng rộng rãi theo độ cứng đối với nhiệm vụ trượt, nhưng nhu cầu chế tạo cũng vậy: các mác cao hơn cần quy trình cắt, khoan và hàn được kiểm soát, và bán kính tạo hình tăng theo độ cứng và độ dày.

Hadfield Mn13: mềm cho đến khi bị đập

Thép Hadfield (Mn13, GX120Mn12, ~11–14% Mn, ~1.0–1.4% C) là austenit và được giao ủ hòa tan ở chỉ ~200 HB — dường như mềm. Dưới va đập hoặc ứng suất nén cao bề mặt của nó hóa cứng do biến dạng tới 500 HB và hơn trong khi lõi vẫn dẻo. Nó chiếm ưu thế nơi các cú đập nặng:

• Hàm máy nghiền, lớp lót và thành lõm và chi tiết máy nghiền búa
• Ghi đường sắt và giao cắt
• Tấm lót buồng phun bi

Logic cắt cả hai chiều: không có va đập, Mn13 không bao giờ cứng và mài mòn nhanh chóng dưới trượt thuần túy. Lắp nó vào tấm lót máng va đập thấp là ứng dụng sai cổ điển.

Lựa chọn

Nhiệm vụ	Lựa chọn
Quặng trượt, va đập vừa phải, tấm lót/gầu chế tạo	Tấm AR / NM
Nghiền, va đập nặng lặp lại, hình dạng đúc	Hadfield Mn13
Có va đập nhưng chi tiết là kết cấu tấm hàn	Tấm AR, cỡ nặng hơn, hoặc tấm đắp cứng

Ghi chú chế tạo cũng khác nhau: tấm AR ghét nhiệt lượng quá mức khi hàn; Hadfield phải được giữ mát (nó giòn hóa khi gia nhiệt kéo dài trong khoảng vài trăm °C) và được hàn bằng vật liệu austenit. Lớp đắp cứng bổ sung cho cả hai, thêm một lớp da hy sinh rất cứng nơi mài mòn tập trung.

Lựa chọn trong họ AR

Độ cứng cao hơn không tự động tốt hơn. Tấm lớp NM360/AR400 cho sự kết hợp tốt nhất giữa tính hàn, khả năng tạo hình và độ dai, và là mặc định hợp lý cho gầu và tấm lót cũng chịu va đập đá rơi. Các mác lớp 500 gần như tối đa hóa tuổi thọ mài mòn trượt nhưng ít dễ dung thứ hơn: bán kính uốn tối thiểu lớn hơn, độ dai ở nhiệt độ thấp cần kiểm tra cho phục vụ khí hậu lạnh, và va đập điểm nghiêm trọng có thể làm chúng nứt thay vì lõm. Chỉ định tấm theo mác độ cứng + độ dày + yêu cầu va đập (mỏ mùa đông đặt tấm đã thử Charpy) tránh lỗi phổ biến coi AR500 là nâng cấp trực tiếp so với AR400.

Đắp cứng như một lựa chọn thứ ba

Đối với cả hai họ, tấm phủ hàn (đắp cứng) — nền thép nhẹ hoặc AR với lớp cacbua crom hoặc cacbua phức hợp — phục vụ mài mòn trượt cực độ nơi không thép nền nào đủ, với chi phí không có khả năng tạo hình và bề mặt nứt đặc trưng. Nó là vật liệu lót, không phải vật liệu kết cấu, và thường được bắt bu lông hoặc hàn nút trên một kết cấu đỡ.