Fallstudie: Integrierte Lösung für Verschleißteile im Bergbau – Leistungssteigerung und Qualitätskontrolle

In der Bergbauindustrie sind Verschleißteile extremen Stoß- und Abriebbedingungen ausgesetzt, was sich direkt auf die Effizienz der Ausrüstung und die Betriebskosten auswirkt. Durch die Kombination von Stahlqualitätskontrolle, Materialverbesserung, fortschrittlicher Prozessinnovation und Strukturoptimierung bieten wir eine systematische Lösung zur Verbesserung der Produktleistung und Lebensdauer

1. Qualitätskontrolle von geschmolzenem Stahl: Biegetest vor dem Gießen

Stahlqualität ist die Grundlage für leistungsstarke Verschleißteile.

Für dieses Projekt,Mn18Cr2-Stahl mit hohem MangangehaltProben wurden einer150°-Biegetest bei Raumtemperaturvor dem Gießen. Alle Proben bestanden ohne Risse oder Mängel (wie im Testbild gezeigt).

Technische Bedeutung

Der Biegetest prüft:

 * Innere Reinheit der Stahlschmelze (keine Einschlüsse oder Poren)

 * Duktilität und Zähigkeit des Materials

 * Stabilität des Schmelzprozesses

WasErgebnis der Qualitätssicherung

Nur Stahl, der den Biegetest besteht, wird gegossen und gewährleistet so:

 * Konsistente chemische Zusammensetzung von Mn18Cr2

 * Hohe Stahlreinheit

 * Hervorragende Schlagfestigkeit und Zuverlässigkeit

2. TiC-Verstärkungstechnologie: Steigerung der Abriebfestigkeit

Zusätzlich zum traditionellen Stahl mit hohem Mangangehalt haben wir einen entwickelthauseigenes Titankarbid (TiC)-Verstärkungsverfahren, wodurch die Leistung der Verschleißteile erheblich verbessert wird.

Prozessprinzip

 * TiC-Partikel sind in die Mn18Cr2-Matrix eingebettet

 * Bildet aVerbundstruktur: duktile Metallmatrix + ultraharte Keramikphase

Leistungsvorteile

 * Deutlich verbesserte Verschleißfestigkeit

 * Verbesserte Schlag- und Abriebleistung

 * Langsamerer Materialabbau

 * Verlängerte Lebensdauer

Metallografische und mikrostrukturelle Überprüfung

 * Gleichmäßige TiC-Partikelverteilung

 * Starke metallurgische Bindung mit der Matrix

 * Stabile und zuverlässige Mikrostruktur für reale Arbeitsbedingungen

3. Datengesteuerte Validierung: Material- und Prozessleistung

Wir haben verglichenkonventioneller Hochmanganstahl, Mn18Cr2 und TiC-verstärkter Mn18Cr2basierend auf experimentellen Daten und Branchenforschung:

Verbesserung der Materialleistung

 -Mn18Cr2 vs. Mn13-Stahl:

    Stärkere Kaltverfestigungsfähigkeit

    Oberflächenhärte nach Aufprall:700+ HV(Mn13: ~600 HV)

    Ausgewogenheit von hoher Härte und Zähigkeit

TiC-verstärktes Material

TiC-Partikelhärte:>3× Grundstahl

Verbesserung der Verschleißfestigkeit:

   Labor: ~2,5×

   Feldbedingungen: 3–5×

Umfassende Vergleichstabelle

Wirtschaftliche Auswirkungen:

Reduzierte Austauschhäufigkeit

Reduzierte Ausfallzeiten

Geringere Wartungskosten

Reduzierung der Gesamtbetriebskosten (TCO): ~30 %+

4. Strukturoptimierung: Verbesserung des Backenplattendesigns

Über die Materialinnovation hinaus ist das Strukturdesign entscheidend für die Leistung.

Kundenherausforderung

Originales Backenplattendesign:Abgeflachte 10-Zoll-Zähne an beiden Enden

Reduzierte effektive Brechfläche, wodurch die Effizienz sinkt

Kundenwunsch:
👉 WiederherstellenVoll geriffelte Zähne auf der gesamten Oberfläche

Unsere Lösung

Neu gestaltetes Zahnprofil

Restaurierte durchgehende Wellstruktur

Optimierte Kraftverteilung und Montagekompatibilität

Vorteile der Optimierung

Erhöhte effektive Brechfläche

Verbesserte Materialhaftung und Zerkleinerungseffizienz

Gleichmäßigere Verschleißverteilung

Erhöhte Montagestabilität

5. Metallografische Analyse: Überprüfung der Mikrostruktur

Wir haben dirigiertsystematische metallographische Analyseum die Materialzuverlässigkeit zu validieren und Leistungsverbesserungen zu erklären:

1. Mn18Cr2-Matrix

Typischaustenitische Matrix

Gleichmäßige Korngröße, minimale Entmischung

Dichte Mikrostruktur mit geringem Verunreinigungsgehalt

Abschluss:Hohe Stahlreinheit und ausgezeichnete Zähigkeit, im Einklang mit den Biegetestergebnissen.

2. TiC-verstärkter Verbundwerkstoff

Dunkle Partikel repräsentierenTiC-Phase

Gleichmäßig in der gesamten Matrix verteilt

Keine Agglomeration oder Segregation

Wichtige Beobachtungen:

Kontrollierte Partikelgröße und gleichmäßige Verteilung

Starke metallurgische Bindung, kein Delaminationsrisiko

Stabile Mikrostruktur sorgt für Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen

3. Verschleißmechanismus

Austenitische Matrix absorbiert Aufprallenergie

TiC-Partikel widerstehen abrasivem Verschleiß

Bildet asynergistischer Schlag-Abrieb-Mechanismus

4. Analyse nach dem Tragen

Konventionelles Mn18Cr2: tiefere Verschleißrillen, stärkere plastische Verformung

TiC-verstärktes Mn18Cr2: gleichmäßigerer Verschleiß, geringere Rillentiefe, TiC-Partikel blockieren die Ausbreitung des Verschleißes

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Abbildung 1: Mikrostruktur der Mn18Cr2-Matrix

Abbildung 2: TiC-Partikelverteilung

Abbildung 3: Mikroaufnahme der Grenzflächenbindung

Abbildung 4: Vergleich vor/nach dem Verschleiß

Abschluss

Dieser Fall zeigt unsereumfassende fähigkeitbei Verschleißteilen im Bergbau:

✔ Stahlqualitätskontrolle (Biegeversuch)
✔ Materialaufwertung (Hochleistungslegierung Mn18Cr2)
✔ Prozessinnovation (TiC-Verstärkung)
✔ Technische Optimierung (Backenplattendesign)

Wir bieten nicht nur Produkte, sondernquantifizierbare Leistungssteigerung und kostensparende LösungenDamit können Kunden Folgendes erreichen:

Längere Lebensdauer / Höhere Produktionseffizienz / Niedrigere Betriebskosten

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