Les goujons sont des composants essentiels de résistance à l'usure des cylindres de broyage haute pression (HPGR). Ils sont généralement fabriqués en alliages de haute dureté (fonte à haute teneur en chrome, carbure de tungstène, par exemple) pour améliorer l'efficacité de broyage et protéger les surfaces des cylindres. Leur procédé de fabrication comprend l'analyse des matériaux (avec vérification de la composition chimique), le formage (moulage pour les alliages à haute teneur en chrome ou métallurgie des poudres pour le carbure de tungstène), le traitement thermique (trempe/revenu ou recuit de détente) et le traitement de surface (revêtements anticorrosion, polissage).
Introduction détaillée aux goujons des cylindres de meulage haute pression (HPGR)
Les goujons sont des composants essentiels résistants à l'usure, montés à la surface des rouleaux HPGR. Ils sont conçus pour améliorer l'efficacité du broyage des matériaux et protéger la surface du rouleau contre une abrasion excessive. Généralement fabriqués à partir d'alliages de haute dureté (comme la fonte à haute teneur en chrome, le carbure de tungstène ou des matériaux composites), ces éléments cylindriques ou coniques créent une surface robuste qui saisit et broie les matériaux en vrac (minerais, minéraux ou granulats) lorsque les rouleaux tournent sous haute pression. Leur disposition, souvent en quinconce, assure une pénétration uniforme du matériau et réduit le glissement, ce qui influence directement le rendement du HPGR et les performances de réduction granulométrique.
Processus de fabrication des goujons HPGR
Sélection et préparation des matériaux
Choisissez les matières premières en fonction des exigences de l'application : fonte à haute teneur en chrome (pour une abrasion modérée) ou composites en carbure de tungstène (pour une résistance extrême à l'usure).
Vérifiez la composition chimique du matériau par spectroscopie pour garantir que la dureté (par exemple, ≥ 60 HRC pour les alliages à haute teneur en chrome) et la résistance à la traction sont conformes aux normes.
Prétraiter les matériaux (par exemple, faire fondre les alliages dans des fours à induction à 1 500-1 600 °C pour obtenir une homogénéité).
Formation
FonderiePour les goujons à haute teneur en chrome, utilisez le moulage au sable ou le moulage à la cire perdue pour obtenir la forme de base. Les moules sont conçus avec des dimensions précises pour correspondre à la longueur (généralement 50 à 150 mm) et au diamètre (10 à 30 mm) du goujon.
Métallurgie des poudres (pour les goujons en carbure de tungstène): Mélanger la poudre de carbure de tungstène avec un liant (par exemple, du cobalt), compacter dans des matrices sous haute pression (100–300 MPa) et fritter à 1 300–1 500 °C dans un four à vide pour obtenir une densification.
Usinage:Utilisez des tours CNC ou des rectifieuses pour affiner les dimensions, en garantissant une longueur, un diamètre et une netteté de pointe constants (pour les goujons coniques).
Traitement thermique
Pour les goujons en fonte à haute teneur en chrome : trempe à 900–1000 °C suivie d'un revenu à 200–300 °C pour améliorer la dureté et la ténacité, réduisant ainsi la fragilité.
Pour les goujons en carbure de tungstène : le traitement thermique post-frittage est minimal, car le frittage atteint déjà la dureté souhaitée ; effectuez plutôt un recuit de détente pour éliminer les contraintes résiduelles.
Traitement de surface
Appliquer des revêtements anticorrosion (par exemple, nickelage) pour les goujons utilisés dans des environnements humides ou chimiques.
Polir les surfaces de contact pour assurer une intégration en douceur avec la surface du rouleau.
Processus d'inspection de la qualité
Contrôle dimensionnel
Utilisez des pieds à coulisse, des micromètres et des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) pour vérifier la longueur, le diamètre et la géométrie de la pointe, en garantissant la conformité avec les tolérances de conception (généralement ± 0,05 mm).
Vérifiez la rugosité de surface à l'aide de profilomètres, nécessitant Ra ≤ 1,6 μm pour éviter l'accumulation de matière.
Test des propriétés des matériaux
Effectuez des tests de dureté à l'aide d'un testeur de dureté Rockwell (échelle HRC) pour confirmer que la dureté est conforme aux spécifications (par exemple, 60 à 65 HRC pour les goujons en carbure de tungstène).
Effectuer des essais de traction et d'impact sur des échantillons de goujons pour évaluer la résistance mécanique et la résistance à la fracture.
Analyse microstructurale
Utilisez des microscopes optiques ou des microscopes électroniques à balayage (MEB) pour inspecter les structures internes, en garantissant une distribution uniforme des grains et l'absence de fissures, de porosité ou d'inclusions.
Test d'adhérence (pour les goujons montés)
Pour les goujons soudés ou collés aux rouleaux, effectuez des tests de cisaillement pour vérifier la résistance de la liaison (minimum 50 MPa) et vérifiez le délaminage.
Test de résistance à l'usure
Effectuer des essais d'usure accélérée avec des matériaux abrasifs (par exemple, du sable de quartz) pour simuler les conditions réelles, en mesurant la perte de poids sur 100 heures de fonctionnement. Les taux d'usure acceptables sont ≤ 0,1 g/h.
Inspection visuelle finale
Inspectez les défauts de surface (rayures, bosses ou revêtements inégaux) et assurez-vous que la couleur et la finition sont uniformes sur tous les goujons d'un lot.
En adhérant à ces processus de fabrication et d'inspection, les goujons HPGR peuvent maintenir des performances optimales, prolongeant ainsi la durée de vie des rouleaux de meulage haute pression dans des environnements industriels exigeants.
