磨盘是高浓磨机中易损件,其使用寿命直接影响着纸浆质量和生产效率。本文研究开发一套长寿纸浆磨盘的精密成形新技术。获得的主要成果如下:系统研究了磨盘的失效模式和失效机理,发现纸浆磨盘的失效是由摩擦磨损、齿纹断裂、汽蚀、腐蚀及边缘磨损等几种失效模式复合作用引起的。摩擦磨损作为软磨料,主要由塑变疲劳引起,其过程首先是在基体与碳化物周围形成空洞,随着空洞的不断扩展,形成裂纹,裂纹不断扩展,相互连接,最终导致基体的剥落和碳化物的脱落。腐蚀不仅仅是齿与齿槽之间的电位差造成,还与材料基体与碳化物之间的电位差有关。对汽蚀失效进行了系统的理论分析,建立了形成汽蚀必要条件的判据。认为磨区的压力降造成汽泡的产生,是产生汽蚀的必要条件,而且建立了判据:≤0,当该公式成立时,容易产生汽泡。汽泡爆破冲击齿区。在汽泡爆破冲击力及射流的复合作用下,导致材料受损。研究了C、Cr、Mo以及Ni等元素对高铬合金材料性能的影响,随碳含量的增加,高铬合金材料硬度提高,冲击韧性降低。Cr含量的增加,硬度与冲击韧性都有所增加。随着Mo含量的增加,硬度跟冲击韧性都有所增加。随着Ni含量的增加,硬度递减,冲击韧性先增后减。筛选出一种优质的新型磨盘材料Cr27Mo2Ni-GT作为磨盘使用材料用于生产。采用电磁振荡法、旋转法、极化曲线法以及滑动摩擦法,研究了不同材料耐汽蚀、抗冲刷、耐腐蚀和抗磨等性能。发现片状碳化物在中性和碱性条件下,具有良好的抗汽蚀、耐腐蚀、抗冲刷以及耐摩擦磨损;网状的碳化物严重影响材料的性能,各项指标都处于最低状态。岛状碳化物比片状碳化物更耐腐蚀、耐汽蚀,但在耐摩擦和冲刷方面不如后者。同时探明马氏体组织具有比奥氏体好的耐腐、抗汽蚀以及抗冲刷的能力。 <WP=5>提出由具有激冷功能、强度高、发气性低的面砂和背砂组合的壳型精密铸造工艺,设计出成套的造型工艺装备,对浇注工艺参数进行了优化。确定小磨盘浇注温度为1520℃,浇注时间2-3s,浇道为半闭半式,F直:F横:F内为1.25:1:1.72。大磨盘浇注温度为1610℃,其F直:F横:F内为1:1.42:3.28。有效地防止气孔、缩孔、缩松以及冷隔的发生,稳定生产出尺寸精度CT8级,齿纹区表面粗糙度Ra3.2um的磨盘铸件,其使用寿命达到设计要求。采用本研究成果的精密成形技术生产的磨盘产品,已在国内广泛使用。