破碎機(jī)襯板是選礦企業(yè)的核心設(shè)備，所采掘到的所有礦石都需要經(jīng)過破碎機(jī)破碎至合適的大小才可以進(jìn)入選礦工序，破碎機(jī)的襯板就相當(dāng)于破碎機(jī)的“鋼牙鐵齒”，要通過它把進(jìn)入破碎機(jī)的礦石咬碎、磨細(xì)，讓大大小小的礦石塊最后變成如細(xì)沙一般的粉末。

 

　　

　　

　　要想完成這個(gè)艱巨的任務(wù)，襯板必須具備極高的硬度，還要有很好的韌性，即能抗得住沖擊還要經(jīng)得起磨損，所以目前國內(nèi)外普遍采用高錳鋼（含錳10%～15%，常用的有Mn13，Mn13Cr2等）來制造。高錳鋼的高耐磨性能主要來自于在高沖擊負(fù)荷下的冷變形過程中，由于位錯(cuò)密度大量增加，位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的塞積及位錯(cuò)和溶質(zhì)原子的交互作用使鋼得到強(qiáng)化。并且隨著使用磨損，硬化層隨之深化，對工件形成連續(xù)遞進(jìn)發(fā)展的高硬度表面以保證其良好的使用狀態(tài)，達(dá)到較長的工作壽命。

 

　　

　　

　　為達(dá)到足夠的表面硬化層，首先要有足夠的沖擊值和變形量，研究表明在沖擊功低于1.2-1.8J時(shí)，高錳鋼材質(zhì)在尚未形成良好的加工硬化層之前就產(chǎn)生了大量的磨損，硬化層的生成速度低于磨損速度，導(dǎo)致耐磨性能的大幅降低，并且在加工硬化層形成之前，高錳鋼抗磨粒磨損效果很差。

　　

　　

　　

　　二、針對性研究

 

　　鞍山地區(qū)的鐵礦石普遍品位偏低，且屬于磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦混合伴生，而脈石以顆粒狀石英、白云石等為主，各組分硬度從莫氏3.5-6.5不等，這就導(dǎo)致了在圓錐式破碎機(jī)入口破碎沖擊后，生成了大量的高硬度顆粒和較低硬度的塊狀礦石混合體，其中的高硬度顆粒對襯板造成了強(qiáng)烈的磨粒磨損，導(dǎo)致沖擊硬化層難以形成，襯板壽命大幅度降低。

 

　　為詳細(xì)研究鞍鋼礦業(yè)公司所用的山特維克H8800圓錐破碎機(jī)襯板磨損消耗快的具體原因，我們對失效的破碎機(jī)襯板取樣并做了相關(guān)的檢測。

 

　　根據(jù)圓錐破碎機(jī)的破碎原理，我們知道圓錐破碎機(jī)動(dòng)襯板、靜襯板與被磨礦石之間形成三體磨料磨損，襯板的表面處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。礦石在巨大的彈簧壓應(yīng)力作用下，對襯板局部表面產(chǎn)生巨大的壓應(yīng)力，同時(shí)動(dòng)錐體高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的切應(yīng)力，兩者同時(shí)作用，對襯板產(chǎn)生鑿削、切削和擠壓而形成沖擊坑。

 

　　從圖1的磨損形貌可見，圓錐破碎機(jī)動(dòng)襯板作偏心自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其偏轉(zhuǎn)至固定襯板時(shí)，給破碎的礦石巨大的沖擊載荷，使襯板受到擠壓而產(chǎn)生塑性變形。在多次反復(fù)塑性變形情況下，襯板形成眾多的擠壓（沖擊）坑。

 

　　同時(shí)，承受巨大載荷的礦石，又使襯板受到擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力。擠壓應(yīng)力使動(dòng)襯板產(chǎn)生塑性變形。在多次反復(fù)塑性變形情況下，襯板表面形成眾多的擠壓（沖擊）坑，如圖3所示，同時(shí)，在擠壓坑底部，經(jīng)過反復(fù)擠壓，產(chǎn)生形變強(qiáng)化，塑性耗盡而形成脆性斷裂。

 

　　進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，在巨大擠壓應(yīng)力作用下，礦石擠壓襯板表面。由于礦石的普氏硬度較低（鞍山鐵礦石普氏硬度系數(shù)12～18，巖石普氏硬度系數(shù)8～18），因此礦石耐壓強(qiáng)度低，斷裂強(qiáng)度也低，容易斷裂。礦石斷裂后，由于襯板硬度較低，而被擠壓于坑底部。

 

　　同時(shí)，在動(dòng)錐體旋轉(zhuǎn)時(shí)，礦石與襯板之間相互產(chǎn)生剪切應(yīng)力。滑動(dòng)的礦石及被擠壓于坑底部的礦石對襯板表面進(jìn)行鑿削和切削，如圖6所示。因此，圓錐式破碎機(jī)襯板在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，同時(shí)存在鑿削、切削與擠壓（沖擊）坑3種磨損形式。至于3種磨損形式所占比例，既與礦石受力情況和大小有關(guān)，也與反映礦石耐壓強(qiáng)度的普氏硬度值有關(guān)。