礦山機(jī)械配件（如
破碎機(jī)錘頭、
耐磨襯板、
球磨機(jī)磨球等）的耐磨性是決定其使用壽命的核心指標(biāo)，而鑄造工藝中
材料成分控制、金相組織調(diào)控、鑄件內(nèi)部質(zhì)量?jī)?yōu)化、表面狀態(tài)處理四大類(lèi)環(huán)節(jié)，直接通過(guò)影響配件的硬度、致密度、抗剝落能力，最終決定其耐磨性表現(xiàn)。以下結(jié)合具體工藝環(huán)節(jié)，拆解其對(duì)耐磨性的關(guān)鍵影響：
配件的耐磨性首先依賴(lài)于鑄造材料的 “先天性能”，而冶煉環(huán)節(jié)是材料成分和純凈度的核心控制關(guān)口，直接決定金屬基體的抗磨損潛力。
礦山耐磨配件常用材料（高錳鋼、高鉻鑄鐵、耐磨合金鋼等）的耐磨性，本質(zhì)是合金元素形成的 “硬質(zhì)相”（如碳化物）與 “韌性基體”（如奧氏體、馬氏體）的協(xié)同作用，冶煉時(shí)元素含量偏差會(huì)直接破壞這種平衡：
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高錳鋼（ZGMn13）：需嚴(yán)格控制錳（Mn: 11%-14%） 和碳（C: 1.0%-1.4%） 含量。若 Mn＜11%，無(wú)法形成穩(wěn)定的奧氏體基體，受沖擊后無(wú)法觸發(fā) “加工硬化”（表面硬度從 HB200 升至 HB500 以上），耐磨性驟降 50% 以上；若 C＞1.4%，會(huì)析出網(wǎng)狀碳化物，雖硬度升高，但基體脆性增加，磨損時(shí)易發(fā)生 “崩裂剝落”，反而縮短壽命。
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高鉻鑄鐵（如 Cr20）：核心是鉻（Cr: 18%-25%） 與碳（C: 2.5%-3.2%） 的比例。Cr/C 比值需控制在 7-9 之間，才能形成大量彌散分布的M?C?型碳化物（硬度高達(dá) HV1800-2200，是抗磨核心）；若 Cr 含量不足，會(huì)形成硬度更低的 M?C 型碳化物（HV1000 左右），耐磨性下降 40%；若 C 過(guò)高，碳化物會(huì)聚集呈塊狀，導(dǎo)致基體與碳化物結(jié)合力減弱，磨損時(shí)碳化物易脫落，形成 “磨?？?rdquo;，加速磨損。
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耐磨合金鋼（如 NM450）：需控制鉻（Cr: 0.8%-1.5%）、鉬（Mo: 0.2%-0.5%） 等元素，通過(guò)形成細(xì)小碳化物細(xì)化晶粒，提升基體硬度（HB450-500）；若 Mo 含量不足，晶粒粗大，硬度不均，局部軟點(diǎn)會(huì)成為磨損 “突破口”。
冶煉過(guò)程中若未有效去除硫（S）、磷（P）及非金屬夾雜物（氧化物、硫化物），會(huì)嚴(yán)重破壞金屬基體的連續(xù)性，成為磨損失效的 “薄弱點(diǎn)”：
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硫（S）：含量需控制在 0.03% 以下。若 S 超標(biāo)，會(huì)形成低熔點(diǎn)的 FeS、MnS，這些化合物在晶界聚集，導(dǎo)致基體結(jié)合力下降，磨損時(shí)易從晶界處剝離，形成 “片狀磨損”。
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磷（P）：含量需＜0.07%。P 會(huì)在高錳鋼中形成脆性的磷共晶，分布于晶界，受沖擊或摩擦?xí)r易開(kāi)裂，產(chǎn)生 “微剝落”，加速磨損。
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非金屬夾雜物：通過(guò) “電弧爐（EAF）+ 精煉爐（LF/VOD）+ 氬氣保護(hù)澆注” 工藝，可將夾雜物含量控制在≤2 級(jí)（按 GB/T 10561 標(biāo)準(zhǔn)）。若夾雜物過(guò)多（如≥4 級(jí)），這些硬度低于基體的夾雜物會(huì)在摩擦中先被磨掉，形成微小凹坑，后續(xù)磨粒（如礦石）會(huì)嵌入凹坑，引發(fā) “三體磨損”（磨粒 + 基體 + 凹坑），耐磨性大幅降低。
澆注過(guò)程決定鑄件的成型質(zhì)量，若存在氣孔、縮孔、縮松等內(nèi)部缺陷，會(huì)直接降低配件的致密度，導(dǎo)致磨損時(shí)缺陷處優(yōu)先失效，成為 “磨損失效源”。
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澆注溫度：溫度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)損害耐磨性：
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過(guò)高（如高鉻鑄鐵＞1520℃）：會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大，碳化物聚集長(zhǎng)大，基體與碳化物結(jié)合界面變脆，磨損時(shí)碳化物易脫落；同時(shí)，高溫會(huì)使鑄件收縮量增大，易產(chǎn)生縮孔。
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過(guò)低（如高錳鋼＜1480℃）：鋼水流動(dòng)性差，充型不充分，易產(chǎn)生 “冷隔”（鑄件局部未融合）或 “澆不足”，冷隔處的結(jié)合強(qiáng)度僅為基體的 60%-70%，摩擦?xí)r會(huì)從冷隔處開(kāi)裂，形成大面積剝落。
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澆注速度：需匹配配件壁厚設(shè)計(jì)，避免卷入氣體或充型不足：
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薄壁件（如小型斗齒，壁厚＜20mm）：需快速澆注（1.5-2m/s），防止鋼水提前凝固；若速度慢，易產(chǎn)生冷隔，耐磨性下降 30%。
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厚壁件（如磨機(jī)襯板，壁厚＞80mm）：需緩慢澆注（0.5-1m/s），利于氣體排出和順序凝固；若速度快，會(huì)卷入空氣形成氣孔（直徑＞0.5mm），氣孔處致密度低，摩擦?xí)r易形成 “磨粒嵌入點(diǎn)”，加速磨損。
礦山配件多為厚壁件（如破碎機(jī)轉(zhuǎn)子體、磨球），若補(bǔ)縮系統(tǒng)（冒口、冷鐵）設(shè)計(jì)不合理，易在鑄件心部產(chǎn)生縮孔或縮松：
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縮孔：若冒口尺寸不足（如冒口高度＜鑄件壁厚的 1.5 倍），無(wú)法補(bǔ)縮鑄件凝固時(shí)的體積收縮，心部會(huì)形成直徑＞5mm 的縮孔，縮孔處幾乎無(wú)承載能力，磨損時(shí)會(huì)直接 “崩掉”，形成大尺寸凹坑。
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縮松：若冷鐵布置不當(dāng)（如未在厚壁處設(shè)置外冷鐵），鑄件凝固速度不均，心部會(huì)形成細(xì)小疏松孔洞（孔徑＜1mm），縮松區(qū)域的硬度比致密區(qū)域低 10%-15%，摩擦?xí)r會(huì)優(yōu)先被磨耗，導(dǎo)致配件 “局部快速減薄”。
鑄造后的熱處理是 “定制” 配件金相組織的關(guān)鍵，通過(guò)調(diào)整硬質(zhì)相（如碳化物）的形態(tài)、分布及基體組織（如奧氏體、馬氏體）的硬度，直接決定耐磨性水平，不同材料的熱處理工藝對(duì)耐磨性的影響差異顯著：
礦山配件的磨損從表面開(kāi)始，鑄造后的表面處理環(huán)節(jié)（清理、打磨、表面強(qiáng)化）直接影響表面硬度、平整度及缺陷，決定 “初期耐磨性” 是否穩(wěn)定。
砂型鑄造（尤其是水玻璃砂、樹(shù)脂砂）的鑄件表面易殘留粘砂（砂粒嵌入表面）或氧化皮（厚度 5-10μm）：
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粘砂：若未通過(guò)噴丸（壓力 0.6-0.8MPa）或拋丸清理干凈，表面殘留的砂粒（硬度 HV800-1000）會(huì)在初期使用中與礦石磨粒形成 “雙磨粒磨損”，加速配件表面刮擦，同時(shí)砂粒脫落會(huì)留下微小凹坑，成為后續(xù)磨損的 “起點(diǎn)”。
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氧化皮：氧化皮主要成分為 Fe?O?、Fe?O?，硬度低（HV300-400）且與基體結(jié)合力弱，若未去除，在首次摩擦中會(huì)快速脫落，導(dǎo)致配件 “初期快速減薄”（1-2 小時(shí)磨損量可達(dá)正常磨損的 3 倍）。
對(duì)于高要求配件（如大型破碎機(jī)錘頭），會(huì)額外增加表面強(qiáng)化工藝，進(jìn)一步提升耐磨性：
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表面淬火：通過(guò)感應(yīng)加熱（頻率 15-30kHz）對(duì)配件表面（深度 3-5mm）進(jìn)行淬火，使表面硬度提升 20%-30%（如高錳鋼表面從 HB200 升至 HB250-300），加工硬化層形成更快，初期耐磨性提升 40%。
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噴丸強(qiáng)化：采用高硬度鋼丸（HV600+）對(duì)表面進(jìn)行噴丸（覆蓋率 100%），使表面形成 0.1-0.2mm 的殘余壓應(yīng)力層，抑制磨損時(shí)微裂紋的產(chǎn)生，減少 “剝落磨損”，耐磨性提升 15%-20%。
鑄造工藝通過(guò) “冶煉定成分→澆注定致密度→熱處理定組織→表面處理定狀態(tài)” 的連鎖作用，最終決定配件的耐磨性：
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若冶煉時(shí)合金元素偏差→ 無(wú)足夠硬質(zhì)相→ 基體抗磨能力弱；
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若澆注時(shí)產(chǎn)生縮松→ 局部致密度低→ 磨損時(shí)優(yōu)先失效；
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若熱處理工藝失控→ 組織脆性增加→ 易剝落；
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若表面粘砂未清理→ 初期磨損加速→ 壽命縮短。
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