耐磨材料范文精选

摘 要：本文介绍了循环流化床燃烧技术的优越性以及CFB锅炉炉墙的防磨耐火需求，论述了不定形耐火材料的技术现状和发展趋势，谈及了我司陶瓷耐火材料研究团队的研究成果和后续研发思路。

关键词：循环流化床锅炉；CFB锅炉；耐磨耐火材料；浇注料

1 前言

循环流化床燃烧技术是一种新型燃煤技术，锅炉内物料具有高热容、强掺混、低温燃烧的特点，这种燃烧技术对燃料的适应性强，不仅可以燃用褐煤、烟煤、无烟煤以及煤矸石、造气炉渣和石油焦等劣质燃料，并且可以在同一台锅炉上同时燃用多个煤种；还可以实现煤的洁净燃烧，通过添加石灰石粉或电石渣实现对高硫煤炉内烟气脱硫，有利于煤资源的综合利用。相对于普通的煤粉炉，这种锅炉在运行中，含有燃料煤粉、石灰石粉的床料在一次风、二次风的作用下在炉膛下部密相区沸腾燃烧，烟气裹挟着大量固体颗粒向上流动，经稀相区至旋风筒入口切向进入炉内旋风分离器，粗颗粒分离后回到炉膛继续燃烧，烟气携带飞灰经对流烟道依次冲刷过热器、对流管束、省煤器等受热面后经空气预热器、除尘器、引风机、烟囱排入大气[1]。物料系统的高速循环流动对锅炉的相应部位产生严重磨损，容易发生因承受内压的金属管子受热面壁厚减薄造成爆管停炉事故，使锅炉的运行成本、维修成本增加，机组利用率降低[2，3]。

2 耐磨浇注料简介

不定形耐火材料由于具有工艺简单、施工方便、整体性好、节能降耗的优点，越发受到广泛关注和认可，这也代表着一个未来的发展趋势。目前，不定形耐火材料在一些国家快速发展，我国的不定形耐火材料产量占比也在逐年增加。它主要包括浇注料、可塑耐火材料、捣打料、耐火泥等种类，根据不定形耐火材料具备的一些特殊性能又有耐酸料、耐碱料、耐磨料、轻质浇注料、免烘烤捣打料等品种。这些材料主要以浇注、振捣、喷涂、涂抹的方式进行施工建造，经定型、养护、烘烤形成相应设备工位的耐火材料或防护内衬层，对热工设备具有耐火、耐磨、隔热或散热能力，这种防护能够延长设备的工作寿命，提高设备的工作效率，降低生产成本，从而节能降耗。

浇注料是一种由耐火物料、骨料、粉料、基质、结合剂制成的粒状及粉状松散无定型的耐火材料，在施工时加入一些水和助剂，强力搅拌后以浇注、振捣方式施工。经过一段时间的发展，浇注料结合剂的技术已经由最初的铝酸盐水泥结合剂发展到纯铝酸钙水泥结合剂、电熔高铝水泥结合剂、无水泥超细粉结合剂技术和气硬性的磷酸结合剂、硫酸铝结合剂、水玻璃结合剂技术[4]。

耐磨浇注料应用于经受高温高速流动的物料或气流冲刷的部位，比如CFB锅炉的风室、燃烧室、旋风分离器、回料管、前烟道炉顶等部位。这些部位因为工作运行而常发生炉墙磨损和结构层剥落现象，会发生灰粒平行于炉壁的平行冲刷、灰粒的斜冲击磨损、表面正冲击磨损，以及由于经受各种应力（启停炉时因温度变化而引起的热应力、运行时变质层和原始层之间产生的结构应力、机械应力、内部气压诱导力等）而导致的防护结构层剥落。对于CFB锅炉不同部位的结构件要采取不同的防磨措施，国内研究和应用较多的有埋管加装鳍片+防护瓦防磨技术[5]、卫燃带与水冷壁交界区域采用喷涂耐磨涂料+浇注耐火材料重叠防磨技术[3]。材料的耐磨性与其密实度具有密切的正相关性，耐磨浇注料除要求其骨料、粉料具有良好的耐磨耐火性能外，其粒度级配需形成最小空隙，并在拌合时掺加相应性能的减水剂、分散剂、促凝剂、抗裂增强剂等助剂，进行科学拌制和筑炉施工。

摘 要 随着机械应用不断推广，以及大型机械在国民经济发展中的广泛应用。我们不难发现，当下无论开采冶金、路桥建设、农业生产、航空航天等部门都普遍存在一个问题，那就是机械零部件的磨损。机械作业势必会导致零件之间相互作用力，拥有接触面则会产生损耗。因此，从研究磨损角度出发，通过对磨损和耐磨材料的研究，进一步对于物件损耗进行研究，通过全面有效的分析认识来更好地研究开发耐磨材料。

关键词 解决磨损；磨损材料；研究；耐磨材料

中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0027-02

在国民经济发展过程中，磨损消耗问题是普遍存在的。磨损消耗问题的出现，关键在于物件之间的摩擦。机械化的发展必然伴随着摩擦的出现，在我们现实的生产生活中，应用十分广泛。无论是矿物材料的勘探挖掘，还是工程建筑的建设，甚至是工农商以及国防、航空等领域，只要存在两个或者两个以上物体之间拥有接触面的，就会存在摩擦，而摩擦则伴随着磨损。拥有接触面材料在法向力的作用之下，通过彼此的相互运动而带动机械化作业，这样在一定的力的作用下，接触物件相互作用，产生磨损。磨损则是当下造成机械零部件损害的重要因素之一，磨损不仅会降低物件的使用效率，也会大大降低物件的使用寿命，因此解决磨损问题，对于提高零部件作业，加快工作效率，降低成本而言，具有重要的现实作用。

解决磨损对于机械生产而言，关键的核心问题在于深入研究耐磨材料。本文笔者通过所学的专业知识，以及对于科研的深入研究，从根本上探寻问题。从解决磨损的角度出发，通过深入研究耐磨材料，在不断认识和研究的基础上，更好的推动其自身的发展。从而为今后耐磨材料的全面推广奠定基础。

1 磨损

通过对于磨损的特征和结果进行分析，在其基础上了解其物理和化学性能，从而对其原子和作用力深入研究之后，全面的了解磨损的真正形成和意义。这样才可以更加清晰的看待磨损问题，从而更加高效的找到解决的途径。

1.1 磨损的特征和结果

摘要：随着科学技术和现代工业的高速发展，金属耐磨材料被广泛地应用于工业生产的各个领域，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对金属磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。本文概述了金属耐磨材料、水泥工业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料，对金属耐磨材料进行了研究、分析，对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。

关键词：金属耐磨材料 水泥工业 应用

中图分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0330-01

一、金属耐磨材料的概述

材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm，而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后，磨损量便会迅速降低。

当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损，此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。

当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损，此时增加材料的硬度，便会迅速地提高材料的耐磨性。

金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢，能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种，其中公认的耐磨钢是高锰钢。

摘 要：耐磨材料被广泛地应用于工业生产的各个领域，而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于材料磨损引起的能源和材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对材料磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外研究者的重视，材料的耐磨性能受到多方面的影响，本文主要从陶瓷材料本身出发，探讨影响陶瓷材料耐磨性能的机理。

关键词：陶瓷材料；耐磨性能；显微结构

1 引言

近年来，先进结构陶瓷材料由于具有耐高温、抗氧化、优良的耐磨性能、低的膨胀系数以及耐腐蚀等优点而受到各国科研工作者广泛的关注，并且在一些工业领域已经获得了实际的应用，如刚玉瓷、氮化硅、氮化硼等，由于其具有较高的硬度以及良好的耐磨性能而在工业化生产用作磨具[1，2]。随着工业的飞速发展、烧结方式的优化、原料纯度的提高，人们趋向于改善传统陶瓷材料所固有的脆性的问题，使得先进结构陶瓷材料能够有更为广阔的发展空间。

将陶瓷用作耐磨材料是最近几十年才发展起来的，在20世纪八十年代，渐渐的出现一些如硼化物、碳化物以及氮化物之类的耐磨的陶瓷材料[3-6]，随后各国都投入大量的资源开始了研究，由于其发展较晚，所以对于陶瓷材料的耐磨损的机理也大多参照了金属材料，许多的研究者对陶瓷材料的磨损建立了模型[7-13]，提出了不同的磨损机理，但总的来说，影响陶瓷材料耐磨性能的因素主要有两方面：其一，材料本身的组织结构；其二，外部因素，诸如载荷、温度以及气氛等。本文主要从陶瓷材料本身出发，对陶瓷材料的耐磨机理进行了总结。

2 陶瓷材料耐磨性机理的研究

2.1力学性能对陶瓷材料耐磨性能的影响

在早期研究陶瓷材料的耐磨性能时，对比于金属材料，人们认为陶瓷材料的硬度跟磨损有很大的关系，但后来发现，陶瓷的硬度和磨损的关系并不是那么的明显，例如氧化铝陶瓷的硬度要高于TZP陶瓷[14，15]，但是耐磨性能并不一定高于TZP陶瓷，虽然硬度在一定的程度上能够反映晶界的结合强度，但是磨损最终是由于材料脱离磨损表面而形成的，所以陶瓷材料的硬度不再作为衡量磨损的一个预见性的指标。也有研究报道，陶瓷材料的脆性直接影响磨损率，并且构建了陶瓷脆性断裂的模型，并且推导出了一些公式，Evans等[7]认为陶瓷的磨损率符合以下关系式V=α・■E/H■・L，式中：V-磨损体积；W-载荷；KIC-断裂韧性；H-硬度；α-与材料有关的系数；E-弹性模量；L-滑行距离；从式中可以看出，随着材料断裂韧性的和硬度的提高，陶瓷的磨损率逐渐的降低，耐磨性越好。Fischer[16] 通过对氧化锆陶瓷材料耐磨性的影响的研究发现，陶瓷的磨损率跟断裂韧性呈现出一定的线性关系，他们的关系满足Wr=c・K■■，式中：Wr-磨损体积；KIC-断裂韧性；c-常数；这些研究表明陶瓷的断裂韧性越好，其耐磨性能也就越好。Wang等[17]通过对磨损状态的分析认为存在以下的关系式：V=C・■・■，其中：V-磨损体积；C-经验常数；P-载荷；D-滑行距离；σmax-滑行引起的最大切向应力；σD -陶瓷断裂的临界应力；Hv-显微硬度。这表明陶瓷的磨损还跟表面的应力状态密切相关，陶瓷断裂的R界应力越小，在相同的情况下，陶瓷的磨损变得更严重。

[摘要]机械磨损是水泥生产中导致金属材料损耗的重要原因。为了能够在最大程度上降低金属材料的耗损，需要对金属材料的磨损形式进行研究并掌握其综合机械性能，实现加工的合理化和选择的科学化，最终达成水泥机械耐磨材料的优化。笔者在本文中就优化选择水泥机械耐磨材料的相关问题进行了分析和探讨。

[关键词]水泥生产；机械耐磨材料；优化选择

中图分类号:tq 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0061-01

1.前言

我们知道，水泥生产中存在着各种各样的机械磨损情况，由此而消耗的金属材料数量巨大，不仅浪费了大量的金属材料，增加了生产成本，还在提高了水泥生产的社会成本和环境成本。相关统计结果显示，我国每年因为水泥生产而直接浪费的钢材大约在二百万吨左右。合理选择耐磨材料能够在很大程度上降低水泥生产的金属材料损耗，既有效节约了钢材资源，又提高了水泥生产企业的经济效益。

2.水泥生产中机械磨损原因

导致水泥生产中机械磨损的原因较多，但是依据导致机械磨损的不同原因将机械磨损划分为三种类型，即粘着磨损、磨粒磨损以及其他原因导致的磨损，其中磨粒磨损是最为常见的磨损原因。具体而言：

第一，粘着磨损。高温粘连是导致粘着磨损的主要原因之一。水泥生产中存在着较多高速而且荷载较重的工作状态，其中处于相对运动下的工作表面有时会因为温度瞬间升高而出现粘连问题，工作表面的高速重载荷工作加上高温粘连会撕裂工作表面，导致工作表面的严重损伤。在生产实际中，大型磨机的传动齿轮工作表面常常会出现粘着磨损问题，特别是在高速段齿轮传动表面，更加容易出现粘着磨损问题。

摘要：本文在对金属耐磨材料应用现状的分析基础上，针对不同的材料性能与优缺点，详细的进行介绍与分析。并以此为基础，对金属耐磨材料的发展状况提出笔者的具体建议，希望为广大研究者从事相关科研活动提供有益参考。

关键词： 金属耐磨材料；应用；发展状况

钢铁材料无法发挥正常功效往往表现为以下三种方式：断裂、腐蚀以及磨损，这就导致了大量刚才的消耗。据不完全统计，平均每年，全世界要为此付出近乎10亿吨的钢材。在诸多导致钢铁材料功效无法正常发挥的原因中，有超过一半以上失效原因是有材料受到磨损而引发的。由于技术水平限制，我国耐磨物件在具体的操作中，耐磨性并不能完全达到国际通行标准。例如在水泥行业，尽管在先进技术的推动下，我国耐磨材料的整体消耗平均已经由原来的800～1 000 g/ t下降到480g/ t 水泥上下，有了较大的发展，然而这与发达国家整体水平低于200 g/ t 相比，差异还是十分明显的。随着现代化建设的不断推进，我国冶金、煤炭、农机、建材等部门均对耐磨材料的使用有着越来越大的需求。如何能够有效提高耐磨材料的效率，从小的方面来说，对于有效控制材料消耗以及最大限度的将生产成本降到最低，具有直接的影响。从大的方面来说，这也是构建节约型社会、提高我国整体技术实力的客观需求。

1.应用在实际生产、加工过程中应用到的耐磨材料

通常来讲，我国的耐磨材料基本上可以分为3个阶段，分别为普通白口铸铁，镍硬

铸铁，高铬白口铸铁阶段。在实际应用中，这些差异明显的耐磨材料主要被使用到磨机衬板、破碎机锤头、板锤等部位，主要分为高锰钢系列、合金钢系列以及抗磨白口铸铁系列。

高锰钢系列耐磨材料在早期有着十分重要的运用，归根究底在于该系列耐磨材料有着十分明显的韧性优势。举例说明，在面对非常强大的外部冲击力时，该系列金属耐磨材料就会相应的硬化，这对于保证机械的正常运作有着十分积极地意义。然而此种材料有着十分明显的缺点，就是形变现象较为普遍，此外，抗磨性能不佳也是其一大致命缺陷。但由于在增强器械的屈服强度有着出色的表现，该系列的金属耐磨材料在大型破碎机锤头、板锤、反击板上都有着广泛的应用。

合金钢系列独特的化学构成以及热处理手段使其能够在诸多领域中有着十分出类拔萃的表现。根据适用对象的不同，该系列的金属耐磨材料硬度甚至可以分布在HRC45-65之间，冲击韧性ak范围在10-110j/cm2之间，因此对其性能分析时，要针对相应的部件特点进行分析。总体来说，合金钢系列在具体的使用过程中并不需要大量的金属材料，而且活动相对简单、机械指标好，利用水淬方式获取硬度能够满足不同部件的需求。然而该类型材料最大的缺点便是需要耗费相对高昂的资金投入，难以被厂家接受。

摘 要：耐磨耐火材料是保证循环流化床锅炉可靠运行的关键技术之一，其性能和结构的优劣直接影响锅炉的稳定性和安全性，本厂使用范围主要为大面积使用的浇注料、用于修补的可塑料以及保温料。合理的耐磨耐火材料的结构和良好的检修是保证锅炉机组正常运行的必要条件，以下为检修过程中经验之总结。

关键词：可塑料；耐火材料；流化床；防磨

1 概述

锅炉（设计煤种）主要参数如下：

锅炉型号：DG1100-17.4/Ⅱ2型，过热蒸汽流量：1100t/h，过热器蒸汽压力：17.5MPa，过热器蒸汽温度：541℃，再热蒸汽流量：916.413t/h，再热器蒸汽压力：3.807MPa，再热器蒸汽温度：541℃，省煤器给水温度：280.7℃，排烟温度：135℃，锅炉效率：92.37%。

2 技术背景

循环流化床（CFB）锅炉炉膛内部的物料处于不停的流态化的状态。入炉煤颗粒直径一般控制在10mm以内，石灰石通过落煤管侧管道以及返料器管道已高压气体打入炉内，加入的煤矸石颗粒、石灰石与床料进行强烈掺合。物料在炉膛内部螺旋上升并在四周程贴壁下流的内循环方式，以及通过旋风分离器、返料器返回炉膛的外循环模式。在内、外循环的过程中伴随着大量的物料流动，流化床锅炉物料颗粒度大、流速快，造成的磨损不可忽视，在实际运行中我们发现绝大多数爆管现象都是磨损造成。因此，若耐火耐磨材料的检查和施工质量严重的影响CFB锅炉的正常运行。

3 多发磨损部位

摘要：根据采煤机截齿的磨损原理及耐磨要求，选取4种型号的耐磨堆焊材料。对堆焊材料的焊接工艺性进行比较，对堆焊材料的硬度、耐磨性进行了试验。试验表明：与等离子弧焊相比，二氧化碳气体保护焊更适用于截齿堆焊。从堆焊层开裂情况、硬度、金相及磨粒磨损方面分析，D628开裂倾向大，D212无裂纹但耐磨性太差，只有KB515具备高耐磨性且无裂纹的特点，更加适用于截齿堆焊。

关键词：截齿；耐磨堆焊；堆焊工艺

中图分类号：TG135+.5 文献标识码：B

0 引言

采煤机截齿一般选用35CrMo或42CrMo钢为母材，在截齿工作端钎焊硬质合金。在工作中，硬质合金起到切削煤岩的作用，42CrMo钢对硬质合金起到支撑保护作用。但由于42CrMo钢硬度低，耐磨性差，在实际工作中由于42CrMo的过早磨损，特别是钎焊硬质合金后，42CrMo钢受到钎焊过程高温加热淬火的影响，导致42CrMo组织发生变化更易被磨损。采煤机截齿母材磨损后，硬质合金失去了支撑体，造成硬质合金的脱落，导致截齿的快速失效。为了延长截齿使用寿命，采煤机截齿生产厂会在截齿硬质合金周围堆焊耐磨层。文献[1]详细介绍了采煤机截齿的磨损原理，确定截齿磨损属于典型的磨粒磨损。为选择出耐磨损、适用于截齿堆焊的耐磨材料，我公司进行了大量的试验研究。耐磨堆焊是通过电弧熔化合金元素，使耐磨合金元素沉积到工件表面，形成具有抗磨损性能的合金保护层。要想充分发挥耐磨堆焊的优势必须解决好两方面的问题：一是正确选用堆焊材料；二是制定合理的焊接工艺。

1 耐磨堆焊材料的选择

根据采煤机截齿的磨损形式，选取了4种堆焊材料：天津生产的高铬铸铁耐磨焊丝，牌号为YD628；山东生产的马氏体合金耐磨焊丝，牌号为D212；上海生产的等离子弧焊粉末，牌号为Ni60WC；北京固本生产的碳化铌耐磨焊丝，牌号为KB515。

2 耐磨堆焊材料的工艺性比较

摘 要：透明耐磨薄膜材料性能优良，应用广泛。本文简述了透明耐磨薄膜的性能，种类和制备方法及研究重点和发展方向。

关键词：耐磨薄膜 杂化材料 有机-无机复合薄膜

一、透明耐磨薄膜材料的性能介绍

透明塑料具有很多优良的性能，如加工性能、耐候性、电绝缘性好，光学性能优异，且质轻性韧，广泛应用各个领域。不足之处就是使用温度低、耐热性差、吸水率高、耐磨及耐有机溶剂性差。人类为扩大透明塑料的应用范围，对透明塑料进行改性处理，使薄膜即就有以上优点，又能克服上述不足之处。

二、透明耐磨薄膜的种类和制备方法

能作为透明耐磨薄膜改善透明塑料耐磨性的材料很多，根据组成和结构，透明耐磨薄膜分成三类：无机薄膜、有机薄膜和有机-无机复合薄膜。

第一类薄膜主要有无机氧化物和非氧化物两大类材料。这两大类材料以晶态和非晶态形式存在，主要通过PVD和CVD技术沉积在塑料基板上。目前虽然在塑料基板上有多种无机薄膜在应用，但还是存在一些不足之处：设备所能生产的材料的尺寸和形状有限制，沉积塑料板温度过高引起塑料变形或软化，无机薄膜和塑料板之间易剥落。

第二类是有机薄膜，与透明塑料结合性能良好，不会对塑料基板产生不良影响，但抗划伤、耐磨性能较差，其中聚甲醛（POM）、全芳族聚酯（PET，PBT）、（PA）、聚四氟乙烯（FTFE）耐磨性较好，同时具有低摩擦系数，自等摩擦学性能，在涂料中应用较为常见。

凤形股份（下称“公司”，002760.SZ）是一家专注于金属铸件行业专业从事耐磨材料的研发、生产、销售和技术服务的高新技术企业，目前已发展成为国内领先的耐磨材料生产企业。由于耐磨球段是工业生产中关键设备的消耗品，而高性能的耐磨球段能大幅降低材料的损耗、提高研磨效率、减少装球量、降低设备运转载荷，实现节能减排的目标，其产品被广泛应用于冶金矿山、建材水泥、火力发电、磁性材料等行业的物料研磨生产环节。

技术优势明显

近年来，中国在冶金矿山、建材水泥、火力发电等行业的发展带动下，耐磨球段行业发展迅速。从上世纪80年代起，以公司为代表的耐磨铸件生产企业在引进技术、设备、仪器的基础上投入资金开展自主研发，推动了中国耐磨球段制造技术的快速提高。2006―2014年，中国耐磨球段产品市场需求量从85.07万吨增长至197.52万吨，年复合增长率约11.10%。

经过多年的发展，发行人已成为国内规模最大的耐磨材料专业生产企业，现已形成年产约6.5万吨耐磨材料的生产能力。根据中国铸造业行业协会的统计，2012-2014年连续三年公司耐磨铸件产品的产销量均位居国内耐磨材料之磨球、磨段类产品第一位。

通过不断加大研发投入，公司先后获得国家专利46项，其中发明专利12项，实用新型专利12项，外观设计专利22项。公司先后参与或主持了多项国家或行业标准的起草工作，确立了公司在行业内的技术优势。

随着国家节能减排政策实施力度的不断加大，建材水泥、冶金矿山、火力发电等高能耗企业在节能减排方面的压力也不断增大，对耐磨性更高、节能效果更优、磨耗更低的耐磨产品的需求不断加大，公司亦随之持续快速发展。公司的发展获得了客户和社会的广泛认可。

公司在发展中形成了规模第一、技术领先、专业制造、质量稳定等优势，上述优势是公司持续发展的保证，也是公司核心竞争力的体现。为巩固并提升公司优势，根据国家积极支持耐磨材料行业发展的产业政策，公司将继续坚持以客户为中心，坚持技术创新和产品创新，不断提高产品技术含量，全面提升公司持续发展能力，积极寻求产业经营与资本运营相结合的发展模式。

核心竞争力突出