Vergleich zwischen hochchromhaltigen Mahlkörpern und gewöhnlichen Mahlkörpern
Härte
Hochchromhaltige Schleifkörper: Ein hoher Chromgehalt (typischerweise Cr > 10%, üblicherweise 12%-18%) bildet eine große Anzahl hochharter Chromkarbidpartikel. Durch geeignete Wärmebehandlung (Abschrecken + Anlassen) kann die Oberflächenhärte HRC 58-65 oder sogar höher erreicht werden. Diese Mahlkörperkugeln mit hoher Härte weisen eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit auf.
Gewöhnliche Mahlkörper:
- Gusseisenkugeln mit niedrigem Chromgehalt: Niedriger Chromgehalt (typischerweise Cr < 5%, häufig 1%-3%), wobei die Karbidformationen hauptsächlich aus weicherem Fe3C bestehen. Die Härte liegt typischerweise im Bereich von HRC 45–55, und nach der Wärmebehandlung kann die Obergrenze HRC 58 erreichen, die Gesamthärte ist jedoch geringer als bei Kugeln mit hohem Chromgehalt.
- Geschmiedete Stahlkugeln: Hergestellt aus Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl. Die Härte hängt weitgehend von der Materialzusammensetzung und dem Wärmebehandlungsprozess ab und liegt im Allgemeinen im Bereich von 45–55 HRC. Die Härtegleichmäßigkeit ist nicht so hoch wie bei Gusskugeln.
- Normale Stahlkugeln: Haben normalerweise die geringste Härte.
Verschleißfestigkeit
Mahlkörper mit hohem Chromgehalt: Hervorragende Verschleißfestigkeit. Das hochharte Chromkarbid widersteht effektiv Materialzerspanung und Verschleiß. Unter gleichen Arbeitsbedingungen halten Kugeln mit hohem Chromgehalt 2-4 mal länger als Kugeln mit niedrigem Chromgehalt und sogar 5-8 mal länger oder mehr als herkömmliche geschmiedete Stahlkugeln.
Gewöhnliche Mahlkörper:
- Gusseisenkugeln mit niedrigem Chromgehalt: Die Verschleißfestigkeit ist besser als bei herkömmlichen geschmiedeten Stahlkugeln, jedoch deutlich geringer als bei Kugeln mit hohem Chromgehalt. Die Lebensdauer ist etwa 1,5- bis 2-mal so hoch wie bei herkömmlichen geschmiedeten Stahlkugeln, jedoch deutlich geringer als bei Kugeln mit hohem Chromgehalt.
- Geschmiedete Stahlkugeln / Normale Stahlkugeln: Die Verschleißfestigkeit ist am geringsten. Bei hohem Verschleiß nutzen sie sich schnell ab und müssen häufig nachgefüllt und ausgetauscht werden.
Zähigkeit / Schlagfestigkeit
Chromreiche Mahlkörper: Relativ spröde. Obwohl die Zähigkeit von chromreichem Gusseisen durch Anpassung der Zusammensetzung (z. B. Zugabe von Molybdän, Kupfer, Nickel usw.) und Optimierung der Wärmebehandlung (Kontrolle der Matrixstruktur zur Erzeugung von zähem, angelassenem Martensit) verbessert werden kann, ist es grundsätzlich spröder. Diese Sprödigkeit macht sich insbesondere bei großen Kugeln (> Φ60 mm) oder bei außergewöhnlichen Stoßkräften bemerkbar, die zu Brüchen führen können.
Gewöhnliche Mahlkörper:
- Gusseisenkugeln mit niedrigem Chromgehalt: Robuster als Kugeln mit hohem Chromgehalt und geringere Bruchneigung.
- Geschmiedete Stahlkugeln: Die härtesten. Durch den Schmiedeprozess wird die innere Struktur dicht und feinkörnig, was eine hervorragende Schlagfestigkeit und Bruchfestigkeit bietet und sich besonders für große Kugeln oder extreme Aufprallbedingungen eignet.
- Normale Stahlkugeln: Relativ gute Zähigkeit.
Korrosionsbeständigkeit
Mahlkörper mit hohem Chromgehalt: Bessere Korrosionsbeständigkeit. Beim Nassmahlen oder in Schlämmen mit bestimmten korrosiven Eigenschaften, Mahlkugeln mit hohem Chromgehalt bieten im Vergleich zu herkömmlichen Medien eine höhere Korrosionsbeständigkeit und reduzieren so den durch Korrosion verursachten Verschleiß.
Gewöhnliche Schleifmittel: Geringe Korrosionsbeständigkeit. Beim Nassschleifen oder in korrosiven Umgebungen beschleunigt Korrosionsverschleiß den Gesamtverschleiß.
Kosten
Mahlkörper mit hohem Chromgehalt: Die teuersten. Die Rohstoffe (Chromeisen, Molybdäneisen und andere Legierungen) sind teuer, und der Produktionsprozess (insbesondere die Wärmebehandlung) ist komplexer, was zu einem höheren Energieverbrauch führt.
Gewöhnliche Mahlkörper:
- Gusseisenkugeln mit niedrigem Chromgehalt: Der Preis ist niedriger als bei Kugeln mit hohem Chromgehalt, aber höher als bei herkömmlichen geschmiedeten Stahlkugeln.
- Geschmiedete Stahlkugeln / Normale Stahlkugeln: Der niedrigste Preis.
Wie wählen?
- Berücksichtigen Sie die Härte des Materials: Zum Schleifen von harten Materialien, hochchromhaltige Kugelnsind aufgrund der besseren Wirtschaftlichkeit die erste Wahl.
- Berücksichtigen Sie Schlagfestigkeit und Bruchrisiko: In Umgebungen mit extrem hoher Schlagfestigkeit oder Bruchgefahr (wie etwa großen Mahlmühlen mit großen Kugelgrößen) haben geschmiedete Stahlkugeln den Vorteil der Zähigkeit.
- Korrosionsbeständigkeit beurteilen: Kugeln mit hohem Chromgehalt bieten beim Nassschleifen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Bei starker Korrosion sind Kugeln mit hohem Chromgehalt vorteilhafter.
- Kosten abwägen: Bei begrenztem Budget und relativ weichem Material bieten Kugeln aus Gusseisen mit niedrigem Chromgehalt ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis. Bei niedrigen langfristigen Betriebskosten und minimalen Ausfallzeiten bieten Kugeln mit hohem Chromgehalt langfristige Vorteile.
- Mühlentyp und -spezifikationen berücksichtigen: Bei großen Mühlen, insbesondere halbautogenen Mühlen, können verschiedene Kugelgrößen gemischt werden (große Kugeln aus Schmiedestahl für höhere Zähigkeit, kleine Kugeln aus hochchromhaltigem Material für höhere Verschleißfestigkeit). Bei herkömmlichen Kugelmühlen hängt die Wahl vom zu mahlenden Material ab.
