Bolzen sind wichtige verschleißfeste Komponenten von Hochdruck-Walzenmahlanlagen (HPGR). Sie bestehen typischerweise aus hochharten Legierungen (z. B. hochchromhaltigem Gusseisen oder Wolframkarbid), um die Zerkleinerungsleistung zu verbessern und die Walzenoberflächen zu schützen. Ihr Herstellungsprozess umfasst die Materialionisierung (mit Überprüfung der chemischen Zusammensetzung), die Formgebung (Gießen bei hochchromhaltigen Legierungen oder Pulvermetallurgie bei Wolframkarbid), die Wärmebehandlung (Abschrecken/Anlassen oder Spannungsarmglühen) und die Oberflächenbehandlung (Korrosionsschutzbeschichtungen, Polieren).
Detaillierte Einführung zu Bolzen in Hochdruck-Mahlwalzen (HPGR)
Bolzen sind wichtige verschleißfeste Komponenten, die auf der Oberfläche von HPGR-Walzen montiert sind. Sie sollen die Zerkleinerungseffizienz des Materials verbessern und die Walzenoberfläche vor übermäßigem Abrieb schützen. Diese zylindrischen oder konischen Vorsprünge bestehen typischerweise aus hochharten Legierungen (wie hochchromhaltigem Gusseisen, Wolframkarbid oder Verbundwerkstoffen) und bilden eine robuste Oberfläche, die Schüttgüter (z. B. Erze, Mineralien oder Zuschlagstoffe) greift und zerkleinert, während die Walzen unter hohem Druck rotieren. Ihre Anordnung – oft versetzt – gewährleistet eine gleichmäßige Materialdurchdringung und reduziert Schlupf, was sich direkt auf den Durchsatz und die Partikelgrößenreduzierung des HPGR auswirkt.
Herstellungsprozess von HPGR-Bolzen
Materialauswahl und -vorbereitung
Wählen Sie die Rohstoffe je nach Anwendungsanforderungen: Hochchromgusseisen (für mäßigen Abrieb) oder Wolframkarbid-Verbundwerkstoffe (für extreme Verschleißfestigkeit).
Überprüfen Sie die chemische Zusammensetzung des Materials mittels Spektroskopie, um sicherzustellen, dass Härte (z. B. ≥ 60 HRC für Legierungen mit hohem Chromgehalt) und Zugfestigkeit den Standards entsprechen.
Materialien vorverarbeiten (z. B. Legierungen in Induktionsöfen bei 1500–1600 °C schmelzen, um Homogenität zu erreichen).
Bildung
Besetzung: Für Bolzen mit hohem Chromanteil verwenden Sie Sandguss oder Feinguss, um die Grundform zu formen. Die Formen werden mit präzisen Abmessungen entworfen, um der Bolzenlänge (normalerweise 50–150 mm) und dem Bolzendurchmesser (10–30 mm) zu entsprechen.
Pulvermetallurgie (für Wolframkarbidbolzen): Wolframcarbidpulver mit einem Bindemittel (z. B. Kobalt) mischen, unter hohem Druck (100–300 MPa) in Matrizen pressen und bei 1300–1500 °C in einem Vakuumofen sintern, um eine Verdichtung zu erreichen.
Bearbeitung: Verwenden Sie CNC-Drehmaschinen oder Schleifmaschinen, um die Abmessungen zu verfeinern und eine gleichbleibende Länge, Durchmesser und Spitzenschärfe (bei konischen Bolzen) sicherzustellen.
Wärmebehandlung
Für Bolzen aus hochchromhaltigem Gusseisen: Abschrecken bei 900–1000 °C, gefolgt von Anlassen bei 200–300 °C, um Härte und Zähigkeit zu verbessern und Sprödigkeit zu verringern.
Für Bolzen aus Wolframkarbid: Die Wärmebehandlung nach dem Sintern ist minimal, da die gewünschte Härte bereits durch das Sintern erreicht wird. Führen Sie stattdessen ein Spannungsarmglühen durch, um Restspannungen zu beseitigen.
Oberflächenbehandlung
Tragen Sie Korrosionsschutzbeschichtungen (z. B. Vernickeln) auf Bolzen auf, die in feuchten oder chemischen Umgebungen verwendet werden.
Polieren Sie die Kontaktflächen, um eine reibungslose Integration mit der Walzenoberfläche zu gewährleisten.
Qualitätsprüfungsprozess
Maßprüfung
Verwenden Sie Messschieber, Mikrometer und Koordinatenmessgeräte (KMG), um Länge, Durchmesser und Spitzengeometrie zu überprüfen und die Einhaltung der Konstruktionstoleranzen (normalerweise ±0,05 mm) sicherzustellen.
Überprüfen Sie die Oberflächenrauheit mit Profilometern. Um Materialansammlungen zu vermeiden, ist ein Wert von Ra ≤ 1,6 μm erforderlich.
Prüfung der Materialeigenschaften
Führen Sie Härtetests mit einem Rockwell-Härteprüfgerät (HRC-Skala) durch, um zu bestätigen, dass die Härte den Spezifikationen entspricht (z. B. 60–65 HRC für Wolframkarbidbolzen).
Führen Sie Zug- und Schlagprüfungen an Probenbolzen durch, um die mechanische Festigkeit und Bruchfestigkeit zu bewerten.
Mikrostrukturanalyse
Verwenden Sie optische Mikroskope oder Rasterelektronenmikroskope (REM), um die inneren Strukturen zu untersuchen und sicherzustellen, dass eine gleichmäßige Kornverteilung vorliegt und keine Risse, Porosität oder Einschlüsse vorhanden sind.
Haftungsprüfung (für montierte Bolzen)
Führen Sie bei an Rollen geschweißten oder geklebten Bolzen Schertests durch, um die Bindungsstärke (mindestens 50 MPa) zu überprüfen und auf Delamination zu prüfen.
Verschleißfestigkeitsprüfung
Führen Sie beschleunigte Verschleißtests mit abrasiven Materialien (z. B. Quarzsand) durch, um reale Bedingungen zu simulieren, und messen Sie den Gewichtsverlust über 100 Betriebsstunden. Akzeptable Verschleißraten sind ≤0,1 g/h.
Abschließende Sichtprüfung
Überprüfen Sie die Oberfläche auf Defekte (Kratzer, Dellen oder ungleichmäßige Beschichtungen) und stellen Sie sicher, dass alle Bolzen einer Charge eine einheitliche Farbe und Oberfläche aufweisen.
Durch die Einhaltung dieser Herstellungs- und Prüfprozesse können HPGR-Bolzen ihre optimale Leistung aufrechterhalten und die Lebensdauer von Hochdruck-Mahlwalzen in anspruchsvollen Industrieumgebungen verlängern.
