Подробное описание материалов для спиральных лопастей

Спиральные лопасти работают в чрезвычайно суровых условиях: подвергаются огромному крутящему моменту, сильному трению и износу материала (абразивный износ, ударный износ), возможной коррозии (от влаги, кислотных и щелочных компонентов в материале) и ударным нагрузкам. Поэтому выбор материала имеет решающее значение, он должен обладать высокой прочностью, высокой износостойкостью, хорошей ударной вязкостью и определенной коррозионной стойкостью. Обычно используемые материалы включают:

Высокопрочная износостойкая сталь (например, NM360, NM400, NM450, Hardox 400/450):

Особенности: Это наиболее широко используемый в настоящее время материал. Благодаря термообработке (закалка + отпуск) достигается высокая твердость и хорошая износостойкость, при этом сохраняется определенная ударная вязкость и свариваемость. Твердость NM400/NM450/Hardox 450 может достигать HBW 400-450, что обеспечивает превосходную износостойкость.

Преимущества: Хорошие комплексные характеристики (прочность, твердость, ударная вязкость, свариваемость), высокая экономичность, простота закупки и обработки (резка, вальцовка, сварка).

Применение: Предпочтительный выбор для большинства условий эксплуатации, особенно подходит для обработки смешанных бытовых отходов, промышленных отходов, строительного мусора, древесины и других материалов со средней абразивностью.

Высокохромистый чугун (High Chromium Cast Iron):

Особенности: Содержит высокую долю хрома (обычно >15%) и углерода, формируется путем литья. Его износостойкость в основном обусловлена большим количеством твердых карбидов (например, M7C3) в матрице. Твердость может достигать HRC 55-65, износостойкость отличная, намного выше, чем у износостойкой стали.

Преимущества: Высочайшая износостойкость, особенно подходит для обработки материалов с чрезвычайно высокой абразивностью (например, шлак, зола, кварцевый песок, щебень, промышленные твердые отходы с большим количеством минералов).

Недостатки: Низкая ударная вязкость, высокая хрупкость, слабая устойчивость к ударным нагрузкам, легко ломается при сильных ударах; сложный процесс литья, высокая стоимость; плохая свариваемость, обычно требуется цельное литье или соединение с валом специальными способами (например, ласточкин хвост, болты), сложный ремонт и замена.

Высокомарганцовистая сталь (Hadfield Manganese Steel, например, Mn13, Mn18):

Особенности: Типичная марка ZGMn13. При сильном ударе или сжатии поверхность подвергается значительному деформационному упрочнению, твердость значительно повышается (твердость поверхности может достигать HBW 500 и выше), что обеспечивает превосходную устойчивость к ударно-абразивному износу.

Преимущества: Отличная ударная вязкость, выдающаяся износостойкость в условиях сильных ударов. Подходит для обработки материалов, содержащих крупные твердые предметы, металлические примеси (например, измельченные отходы автомобилей, крупногабаритный мусор), может выдерживать случайные удары материалов или режущих инструментов.

Недостатки: В условиях чистого скольжения без ударов или с низкими ударами эффект деформационного упрочнения не очевиден, износостойкость уступает износостойкой стали или высокохромистому чугуну; более высокая стоимость.

Сталь с поверхностной закалкой (например, углеродистая сталь/низколегированная сталь + наплавка/напыление):

Особенности: Использование недорогого основного материала (например, Q345B) для упрочнения износостойкости в легко изнашиваемых местах лопасти (обычно это внешняя кромка лопасти и толкающая поверхность).

Наплавка (Hardfacing): На поверхность лопасти наплавляется один или несколько слоев высокотвердого, износостойкого сплавного сварочного материала (например, композитный материал из карбида вольфрама, сварочные электроды/проволока из высокохромистого чугуна). Износостойкость регулируется, эффект значительный.

Термическое напыление (Thermal Spraying): Например, дуговое напыление, пламенное напыление карбида вольфрама, керамические износостойкие покрытия.

Преимущества: Основной материал обеспечивает общую прочность и ударную вязкость, износостойкий слой обеспечивает целенаправленную защиту от износа; относительно использования износостойких материалов в целом, стоимость ниже; можно ремонтировать после износа.

Недостатки: Сложный процесс, высокие требования к контролю качества; существует риск образования трещин или отслоения наплавленного слоя; сложность обработки лопастей сложной формы.