球磨机的工作原理

球磨机由金属圆筒和球组成。工作原理是当圆筒旋转时,研磨体(球)和安装在圆筒中的待抛光物体(材料)在摩擦力和离心力的作用下由圆筒旋转。在一定高度,它将自动落下并撞击和研磨圆筒中的材料以研磨材料。此外,球的搅拌将使材料均匀混合。
影响球磨效率的因素,以及球磨机的结构。主要是球磨机的转速,研磨体的尺寸和数量,待抛光物体的体积,研磨介质和研磨时间。

1.球磨机的速度

当球磨机旋转时,球筒中的球运动可能具有三种状态(图8-1)。

当研磨缸的旋转速度不大时,球负载量较小,并且将发生滑动状态a,这被称为倾斜型。此时,球对材料没有搅拌作用,只有球对材料有摩擦作用。因此,混合和研磨效率极低。
当转速高且球负载量大时,球在离心力的作用下形成下落式并开始滚动研磨b。此时,球和材料之间存在转动作用和相互摩擦(研磨作用),因此混合和研磨效率高。
当研磨圆筒的旋转速度高于某一速度(临界速度)时,球体不会附着在圆筒壁上,并且由于大的离心力而不能自由下落。此时,材料既不搅拌也不破裂。
显然,球形运动在b状态下更令人满意。当球相对于圆柱体旋转时,最小速度称为临界速度,临界速度n可以通过以下方式计算:

其中D是研磨筒(米)的直径。设D = 0.5米

这是目前用于硬质合金生产的180升湿磨机的临界速度。
为了使球处于b状态,球磨机的实际速度通常为36rpm。

2.球装载量

为了使球处于滚动状态,除了研磨缸的旋转速度之外,还取决于球负载量和研磨体与气缸壁之间的摩擦。目前,虽然可以在理论上推导出极限球负载量的计算公式,但由于难以测量摩擦系数,所以通常根据经验确定球负载量。
根据经验,临界负载量约为研磨缸体积的40%至50%。
球的体积与鼓的体积之比称为填充因子。如果填充系数小于30%,则球体易于处于滑动状态,并且研磨效率低。如果填充系数大于50%,则球的旋转中心附近的惯性矩太小,从而降低了磨削效率。合理的填充系数为40-50%,此时的研磨效率最高。

3.球的大小

通过使球的表面与粉末接触来进行研磨。因此,在滚动球磨机中,随着球直径减小,研磨效率增加。已经证明,使用直径为.mm的小球可以获得最高的研磨效率。然而,球直径太小而不能磨得太快,并且由于球的间隙小而难以排出。因此,用于湿磨混合物的球不应太小或太大。在硬质合金的生产中,dia5-10的球主要用于研磨WC-Co材料,直径12-18mm的球主要用于研磨WC-TiC-Co材料。硬质合金球的使用提高了球的质量并减少了杂质对湿磨料的污染。使用小圆柱代替球作为研磨体具有更高的研磨效率。

4.装载量

电荷量通常由球与球的比率(球与重质材料的比率)表示。球与材料比越大,研磨效率越高。但太高的球比率是无益的。由于当填充系数恒定时电荷量减少,因此必然会降低组的生产率,有时会降低合金的性能(图8-2)。球比通常选自2:1至5:1。在某些情况下,使用较大的球间比率。例如,湿磨的碳化钛基碳化物棒可以用于6:1。因为此时混合物的体积很大。似乎使用球与材料的体积比来表示充电量会更合适。理论上,当材料填充球的间隙时,研磨效率和生产效率都是理想的。

5.研磨介质

作为湿磨介质,必须具有以下条件,与混合物无化学反应,无有害杂质,沸点低,在100℃左右挥发除去,表面张力小,无粉末结块,无毒,操作安全,低价格也是需要考虑的条件之一。
作为湿式研磨介质,有醇,丙酮,汽油,四氯化碳,苯,己烷等。生产中最广泛使用的是醇,然后是丙酮,己烷等。
湿研磨介质的主要功能是分散粉末附聚物,这有利于均匀混合。另外,它可能吸附在粉末颗粒的缺陷上,从而降低了粉末颗粒的强度,从而便于破裂。
加入的湿研磨介质的量通常用液固比表示,即每千克混合物加入的液体毫升数。

6.润湿时间

实践表明,随着湿磨时间的增加,粉末的粒度变得更细,但同时,粒度组成范围变得更宽,这增加了粉末的不均匀性并且不会导致粉末的晶粒生长。烧结后的合金。均匀性增加。
对于两相WC-TiC-Co合金,合金的晶粒尺寸和性能显着取决于湿磨时间(图8-4)。在这种情况下,更容易选择最佳的湿磨。时间。但是,对于其他一些合金,如图8-5所示,经过一定的球磨时间后,合金的平均晶粒尺寸不再显着减小。
湿磨时间对YT15和YT5合金性能的影响列于表8-2中。可以看出,在球磨三天后,合金的强度略微降低,硬度和矫顽力以及切削系数略微增加,并且变化量通常在测量误差范围内。因此,不需要太长的球磨时间。
总之,目前不可能在理论上计算不同混合物的研磨时间,但必须根据合金的要求通过实验确定。

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