摘要：
本文介紹了橡膠產品的簡單生產過程，并通過實際生產應用對比認為在礦漿沖蝕磨損工況條件下，用橡膠制造的浮選機易損件比鉻合金鑄鐵制造的浮選機易損件具有更優良的抗沖蝕磨損性能及較長的使用壽命。
浮選機易損件在實際工況條件下的為漿體沖蝕磨損。趙田臣等曾對純鋁及27SiMn鋼、中錳鋼、鉻合金鑄鐵進行研究。發現無論延性材料鋁，還是較硬的鉻合金鑄鐵，其漿體沖蝕 磨損的規律大致相似，漿體沖蝕磨損以形唇、切削、犁溝和刺入機制為主。漿體沖蝕磨損只發生在材料近表層而不涉及更深處，只是隨沖蝕磨痕尺寸變小（短）沖蝕坑增多。
橡膠，因其優良的耐磨、耐油酸腐蝕及漿體沖蝕性能，逐漸用于代替鉻合金鑄鐵生產浮選機易損件。近年來，橡膠制品在國內發展較快且生產廠家眾多駛。其中生產品種較多， 生產質量較高的生產廠家為河北廊坊橡膠廠、山東橡膠廠及銅陵公司橡膠廠等，其生產經營品種為8M3、14M3、24M3浮選機備件。
我公司是集采、選、冶及鉬產品深加工為一體的大型礦山綜合性企業，每年消耗浮選易損件量達502套，價值1927680元，（此為最低估算值）。多年來，我廠為提高浮選機易損件抗沖蝕、耐磨性能做了大量的實際工作，經歷了從普通白口鑄鐵到低、中、高合金鑄鐵生產發展階段，雖也取得了一定的成績，但終因鑄鐵本身固有的特性所決定，實際應用效果不理想，用橡膠生產浮選機易損件生產項目的引進，使我廠從根本上解決了鑄鐵浮選機易損件存在的問題。
一．橡膠制品生產工藝：
1）生產場地要求：必須整潔、不得有灰塵、鉛粉、鐵屑等。
2）橡膠制品組成：由鑄鐵骨架和外包橡膠組成。
3）各組成部分要求：
A．鑄鐵骨架：表面不允許有銹蝕、粘砂、氣孔和漲箱（內部夾渣不影響使用）、且放入模具前必須清洗（去掉鑄件表面的鉛粉）、烘干（去掉水分）。
B．橡膠：橡膠的性能由成分來控制。不同使用性能的橡膠件選用不同成分的橡膠。就我公司使用橡膠件而言主要要求耐磨、耐酸腐蝕。
4）模具：要具有一定的拔模斜度及出模裝置。模具放置不用時，一定要抹黃油，以防生銹。再次啟用時，則需加熱使其熔化，再用棉紗擦凈，再次生產橡膠件制品，則需抹以一定比例混合的蠟和肥皂的混合液，以免粘模。
5）成型：以14M3浮選機葉輪為例，圖1即為用圖3的鑄鐵骨架制充氣浮選機葉輪所用的模具，制作該葉輪需用生膠若干斤，分三部分填入模具中。首先，把一定重量的生膠填入下模8個空腔內，再把第二部分生膠填入葉輪盤帶葉片一面的空腔內，然后放上鑄鐵骨架，用圖2所示的擠壓裝置將鑄鐵骨架壓至與下模表面平，再將第三部分生膠放在鑄鐵骨架上，合上上模，用擠壓裝置將上下模合緊，開始加熱，待一段時間（不同的橡膠制品有不同的要求）后，溫度大約至250℃左右，將模具翻個，再加熱一段時間，等生膠充分熟化后，啟模，便可得到我們所需的橡膠產品。
圖1金屬模具 圖2 加熱、擠壓裝置
圖3 鑄鐵骨架
2．產品特點：
1）橡膠制品的價格低、重量輕、節能效果好；
2）橡膠制品的耐油、耐酸腐蝕，使用壽命長，幾乎是鑄鐵產品的4倍以上。
二．鉻合金的鑄鐵產品與橡膠產品工業對比試驗結果：
我公司卅畝地及百花選礦廠于九七年五月卸機。歷時兩年多（其間安裝鑄鐵產品的浮選機，已拆裝4次以上），使用效果見圖（4、5、6、7）所示。
圖4 圖5
圖6 圖7
從圖可以看 出，鉻合金的鑄鐵產品與裝機時相比較，其工作面已發生了較大程度的磨損，而橡膠葉輪與裝機時相比較僅在工作表面出現不同程度的溝和劃痕。這一試驗結果充分顯示了橡膠制品在漿體沖蝕磨損條件下，具有特別優良的抗沖蝕磨損性能和耐油、耐酸腐蝕性能。
三．結果分析：
1．漿體沖蝕機理：漿體沖蝕磨損以形唇、切削、梨溝和刺入機制為主；
2．槳體沖蝕的E—a曲線（圖8）：槳體沖蝕磨損與固體沖蝕磨損規律存在著很大差異。
（1）當沖角0°〈a〈30°時，參與沖蝕磨損的磨料增加，使沖蝕上升。
（2）當30〈a〈 60°時，雖然參與沖蝕的磨料增加，使沖蝕增加，但同時也存在著固體沖蝕20°〈a〈60°時，沖蝕率急劇下降的效應，僅在a=30°左右時出現極值。
（3）當60°〈a〈90°時，有效參與沖蝕的磨料急劇增加，并且沖蝕能力漸漸增強，所以使這一沖蝕率增大的效應比固體沖蝕時沖蝕率稍有下降的效益，從而使沖蝕率回升，當a=90°時，有效沖蝕磨料數目及磨料沖蝕能力最大，所以又出現一個極值。
3．漿體沖蝕的加工硬化：漿體沖蝕時的動態特性雖沒有固體沖蝕時沖蝕那么強烈，但仍可使材料發生加工硬化。其次表面可分三個區：軟化區、硬化區和基體。30°沖蝕比90°沖時的加工硬化更強烈，這是因為30°沖蝕時磨料具有更高的剪切能力，使材料產生較大的剪切變形，從而產生加工硬化。
4．材料性能的影響：在固體沖蝕磨損中，材料的塑生起著重要作用，而在漿體沖蝕磨損中與材料的硬度 關系很大，這是因為固體沖蝕時磨削是通過反復塑性變形的積累后脫落的，而在漿體沖蝕時凸出的變形材料很快被漿體沖刷去掉，其磨損量受磨痕尺寸的影響，所以，材料的硬度為重要。
以上各種作用綜合作用結果，從而使得鉻合金白口鑄鐵發生（圖4、圖6）所示的嚴重磨損情況，而對于橡膠制品而言，由于本身具有的特性，良好的塑性、韌性及高彈性作用，使得漿體對其沖蝕磨損作用大大減弱，故而在漿體沖蝕磨損條件下，磨損程度較小，具有較高的抗沖蝕磨損性能。
四．效益分析：
表所列舉項目數據皆為工業性試驗統計數據。
- 使用年限（月） 磨耗（cm/161） 單價（元/套） 年使用量（套/年）
鑄鐵產品 5-6 3840 大于502
橡膠產品 24以上 4500 小于是126
從表可以看出，我公司卅畝及百花嶺選礦廠浮選機易損件若使用鉻合金白口鑄鐵產品，年需投入費用至少為：502×3840=1927680元，若使用橡膠制品，年需投入費用最多僅為：126×4500=567000，用橡膠產品代替鑄產品年可節省費用為：1927680－5676000=1360680元。
五．結論：
1．以優質橡膠、骨架，通過加熱擠壓成型的橡膠葉輪具有操作工藝簡單、生產周期短及制作成本低等特點；
2 ．在漿體沖蝕磨損工況條件下，橡膠葉輪比鉻合金白口鑄鐵更具有優良的抗腐蝕、耐磨損性能及較長的使用壽命；
3．橡膠生產工藝用于浮選機系列產品及各種漿體沖蝕磨損工況條件易損件的生產，無疑將獲得巨大的社會經濟效益及廣闊的應用前景。
