Știfturile sunt componente cheie rezistente la uzură ale rolelor de șlefuit de înaltă presiune (HPGR), de obicei fabricate din aliaje cu duritate ridicată (de exemplu, fontă cu conținut ridicat de crom, carbură de tungsten) pentru a spori eficiența de concasare și a proteja suprafețele rolelor. Procesul lor de fabricație implică prelucrarea materialului (cu verificarea compoziției chimice), formarea (turnarea pentru aliajele cu conținut ridicat de crom sau metalurgia pulberilor pentru carbura de tungsten), tratamentul termic (călire/revenire sau recoacere de detensionare) și tratamentul suprafeței (acoperiri anticorozive, lustruire).
Introducere detaliată a știfturilor din rolele de șlefuire de înaltă presiune (HPGR)
Știfturile sunt componente critice rezistente la uzură montate pe suprafața rolelor HPGR, concepute pentru a îmbunătăți eficiența de concasare a materialului și a proteja suprafața rolei de abraziunea excesivă. De obicei, fabricate din aliaje cu duritate ridicată (cum ar fi fonta cu conținut ridicat de crom, carbura de tungsten sau materiale compozite), aceste proeminențe cilindrice sau conice creează o suprafață robustă care prinde și concasează materialele vrac (de exemplu, minereuri, minerale sau agregate) pe măsură ce rolele se rotesc sub presiune ridicată. Aranjamentul lor - adesea în modele decalate - asigură o penetrare uniformă a materialului și reduce alunecarea, influențând direct debitul HPGR și performanța de reducere a dimensiunii particulelor.
Procesul de fabricație al știfturilor HPGR
Selectarea și pregătirea materialelor
Alegeți materiile prime în funcție de cerințele aplicației: fontă cu conținut ridicat de crom (pentru abraziune moderată) sau compozite din carbură de tungsten (pentru rezistență extremă la uzură).
Verificați compoziția chimică a materialului prin spectroscopie pentru a asigura că duritatea (de exemplu, ≥60 HRC pentru aliajele cu conținut ridicat de crom) și rezistența la tracțiune respectă standardele.
Preprocesarea materialelor (de exemplu, topirea aliajelor în cuptoare cu inducție la 1500–1600°C pentru a obține omogenitatea).
Formare
TurnarePentru prezoane cu conținut ridicat de crom, se utilizează turnare în nisip sau turnare cu perle pentru a obține forma de bază. Matrițele sunt proiectate cu dimensiuni precise pentru a se potrivi lungimii prezoanelor (de obicei 50–150 mm) și diametrului (10–30 mm).
Metalurgie pulberilor (pentru știfturi din carbură de tungsten)Se amestecă pulberea de carbură de tungsten cu un liant (de exemplu, cobalt), se compactează în matrițe la presiune înaltă (100–300 MPa) și se sinterizează la 1300–1500°C într-un cuptor cu vid pentru a obține densificarea.
PrelucrareFolosiți strunguri CNC sau mașini de rectificat pentru a rafina dimensiunile, asigurând o lungime, un diametru și o ascuțime consecvente ale vârfului (pentru prezoane conice).
Tratament termic
Pentru prezoane din fontă cu conținut ridicat de crom: Călire la 900–1000°C urmată de revenire la 200–300°C pentru a îmbunătăți duritatea și tenacitatea, reducând fragilitatea.
Pentru știfturile din carbură de tungsten: tratamentul termic post-sinterizare este minim, deoarece sinterizarea atinge deja duritatea dorită; în schimb, se efectuează o recoacere de detensionare pentru a elimina tensiunile reziduale.
Tratament de suprafață
Aplicați acoperiri anticorozive (de exemplu, nichelare) pentru știfturile utilizate în medii umede sau chimice.
Lustruiți suprafețele de contact pentru a asigura o integrare lină cu suprafața rolei.
Procesul de inspecție a calității
Inspecție dimensională
Folosiți șublere, micrometre și mașini de măsurat în coordonate (CMM) pentru a verifica lungimea, diametrul și geometria vârfului, asigurând respectarea toleranțelor de proiectare (de obicei ±0,05 mm).
Verificați rugozitatea suprafeței cu ajutorul profilometrelor, necesitând o Ra ≤ 1,6 μm pentru a preveni acumularea de material.
Testarea proprietăților materialelor
Efectuați teste de duritate folosind un aparat de testare a durității Rockwell (scară HRC) pentru a confirma că duritatea îndeplinește specificațiile (de exemplu, 60–65 HRC pentru știfturile din carbură de tungsten).
Efectuați teste de tracțiune și impact pe știfturi eșantion pentru a evalua rezistența mecanică și rezistența la fractură.
Analiza microstructurală
Se utilizează microscoape optice sau microscoape electronice cu scanare (SEM) pentru a inspecta structurile interne, asigurând o distribuție uniformă a granulelor și absența fisurilor, porozității sau incluziunilor.
Testarea aderenței (pentru stâlpii montați)
Pentru știfturile sudate sau lipite pe role, se efectuează teste de forfecare pentru a verifica rezistența lipirii (minim 50 MPa) și a verifica dacă există delaminare.
Testarea rezistenței la uzură
Efectuați teste de uzură accelerată folosind materiale abrazive (de exemplu, nisip cuarțos) pentru a simula condiții reale, măsurând pierderea în greutate pe parcursul a 100 de ore de funcționare. Ratele de uzură acceptabile sunt ≤0,1 g/h.
Inspecția vizuală finală
Inspectați pentru defecte de suprafață (zgârieturi, adâncituri sau acoperiri neuniforme) și asigurați o culoare și un finisaj consecvente pe toate montanții dintr-un lot.
Prin respectarea acestor procese de fabricație și inspecție, știfturile HPGR pot menține performanțe optime, prelungind durata de viață a rolelor de șlefuire de înaltă presiune în medii industriale solicitante.
