Die Auskleidungen von Brecheranlagen – die festen und schwenkbaren Brechbacken, die Kegelmäntel und die konkaven Auskleidungen im Inneren von Backen- und Kegelbrechern – sind die Bauteile, die beim Brechvorgang im Brechraum am stärksten von Stößen und abrasivem Verschleiß betroffen sind. Auskleidungen aus herkömmlichem Kohlenstoffstahl würden sich innerhalb weniger Tage verformen und ausbrechen. Auskleidungen aus Manganstahl und legiertem Stahl hingegen verfestigen sich unter Stoßbelastung auf eine Härte von HB 450–550 und gewährleisten so eine monatelange Lebensdauer im Hartgesteinsbetrieb. Dieser Leitfaden beschreibt die fünf Werkstoffgüten für Brecherauskleidungen – Mn13, Mn18Cr2, Mn22Cr2Mo, Chrom-Molybdän-Legierungsstahl und hochchromhaltiges Weißgusseisen – sowie deren Härte, Zähigkeit und Auswahlkriterien. Er ist Teil unseres umfassenderen Programms für Verschleißteile in der Bergbau-, Brech- und Aufbereitungsindustrie .
Was sind Brecherauskleidungen und warum ist das Material wichtig?
Brecherauskleidungen sind die Verschleißplatten, die den Brechraum von Backenbrechern (PE/PEX-Serie) und Kegelbrechern auskleiden. Das Material wird zwischen den Auskleidungsflächen – der festen und der beweglichen Brechbacke bei einem Backenbrecher, dem Brechmantel und dem Brechkegel bei einem Kegelbrecher – komprimiert und aufgeschlagen. Die Auskleidungsfläche absorbiert dabei gleichzeitig die Verformung durch den Aufprall und den Abrieb des Aufgabematerials. Kein einzelnes Material ist für alle Belastungen optimal: Manganreicher Stahl verfestigt sich unter starker Belastung, verschleißt aber bei geringer Belastung durch Gleitreibung schnell; hochchromhaltiges Gusseisen bietet maximale Härte, zerbricht aber unter starker Belastung. Die Herausforderung bei der Auswahl besteht darin, die Härte, Zähigkeit und das Verfestigungsverhalten der Auskleidung auf den jeweiligen Brechertyp, das Aufgabematerial und die Aufprallintensität abzustimmen.
Materialklassen für Brecherauskleidungen im Überblick
| Klasse | Gusshärte | Arbeitsgehärtet / endgültig | Schlagzähigkeit | Typische Aufgabe |
|---|---|---|---|---|
| Mn13 (ZGMn13 / Stand 110Г13Л) | HB 170–230 | HB 400+ | ≥ 80 J/cm² | Kiefer-/Kegelauskleidungen, mittelhartes Gestein |
| Mn18Cr2 | HB 180–260 | HB 500+ | ≥ 120 J/cm² | Granit, Eisenerz, hohe Schlagfestigkeit |
| Mn22Cr2Mo | HB 180–260+ | HB 500+ | ≥ 120 J/cm² | Extrem hohe Belastung + Verschleiß |
| Cr-Mo-legierter Stahl | HRC 45+ | Keine Arbeitshärtung erforderlich | ≥ 15 J/cm² | Mittlere bis geringe Stoßbelastung, hohe Abriebfestigkeit |
| Weißes Gusseisen mit hohem Chromgehalt | HRC 58+ | HRC 58+ (final) | ≤ 8 J/cm² | Geringe Stoßbelastung, extrem abriebfest |
Dichte: 7.85 g/cm³ (Manganstahl). Zugfestigkeit ≥ 750 MPa, Streckgrenze ≥ 400 MPa, Bruchdehnung ≥ 30 % (Referenz: Mn18Cr2). Gewicht pro Stück typischerweise 50–500 kg, abhängig von der Brechergröße. Kompatibel mit PE/PEX-Backenbrechern (PE-250×400 bis PE-900×1200), Sandvik C-Serie, Metso/Nordberg HP/GP-Serie und Terex-Kegelbrechern. Norm: GOST 977-88 (Stahlguss).
Mn13 (ZGMn13 / Stahl 110Г13Л): Standard-Hadfield-Stahl
Mn13 ist der Standard-Hadfield-Manganstahl – die Basissorte für Brecherauskleidungen zur Verarbeitung von Kalkstein und anderen Materialien mittlerer Härte. Im Gusszustand weist er eine Härte von HB 170–230 auf und ist damit relativ weich. Unter Belastung im Brechraum härtet die Oberfläche jedoch auf über HB 400 aus. Dies ist die wirtschaftliche Wahl bei moderater Aufgabehärte und Schlagintensität: Das Material härtet im Betrieb selbst und bietet eine stabile Lebensdauer bei geringen Kosten. Der Nachteil besteht darin, dass die Kaltverfestigung eine ausreichende Schlagintensität erfordert. Bei geringer Belastung mit Gleitreibung (z. B. Feinsekundärzerkleinerung von weichem Kalkstein) erreicht die Oberfläche nie die erforderliche Härte, und der Verschleiß beschleunigt sich. Für Granit, Eisenerz und andere harte Aufgabematerialien mit hoher Schlagintensität sind Mn18Cr2 oder Mn22Cr2Mo erforderlich.
Mn18Cr2: Hochschlagfeste Hartgesteinsqualität
Mn18Cr2 ist die bevorzugte Legierung für Granit, Eisenerz, Quarzit und andere harte, schlagfeste Aufgabematerialien. Durch den erhöhten Mangangehalt und ca. 2 % Chrom steigt die Gusshärte auf HB 180–260 und die Kaltverfestigung auf über HB 500 – deutlich höher als bei Mn13 mit HB 400+. Der entscheidende Vorteil liegt in der Schlagzähigkeit: ≥ 120 J/cm² gegenüber ≥ 80 J/cm² bei Mn13, was einer 50%igen Verbesserung der Schlagfestigkeit entspricht. Bei der Hartgesteinszerkleinerung, wo die Auskleidungsfläche unter hoher Druckbelastung von scharfen, harten Gesteinsfragmenten getroffen wird, entscheidet diese höhere Zähigkeit darüber, ob die Auskleidung reißt oder sich allmählich abnutzt. Mn18Cr2 ist daher die bevorzugte Legierung für Auskleidungen von Backen- und Kegelbrechern in Bergwerken, die harte Aufgabematerialien verarbeiten.
Mn22Cr2Mo: Hochleistungsqualität
Mn22Cr2Mo ist eine Legierung mit ultrahohem Mangan-, Chrom- und Molybdängehalt, die für extremste Belastungen durch Stöße und Verschleiß – wie die Primärzerkleinerung von sehr hartem, abrasivem Gestein – reserviert ist. Der erhöhte Mangangehalt (22 %) in Kombination mit Chrom- und Molybdänzusätzen steigert die Kaltverfestigung auf über 500 HB und stabilisiert das austenitische Gefüge gegen Karbidausscheidung während der Wärmebehandlung. Sie kommt zum Einsatz, wenn die Leistung von Mn18Cr2 nicht ausreicht – typischerweise bei sehr großen Primärbrechern, die übergroße Gesteinsbrocken oder extrem abrasives Erz verarbeiten. Der Nachteil liegt im Preis: Der Legierungsaufschlag gegenüber Mn18Cr2 ist erheblich, daher wird Mn22Cr2Mo nur dann verwendet, wenn die extremen Belastungen dies wirklich erfordern.
Chrom-Molybdän-Legierungsstahl: Hohe Anfangshärte
Cr-Mo-legierte Stahlauskleidungen verfolgen einen anderen Ansatz: Anstatt auf Kaltverfestigung zu setzen, werden sie im Werk auf eine hohe Anfangshärte (HRC 45+) wärmebehandelt. Dadurch ist bereits ab der ersten Betriebsstunde eine effektive Verschleißfestigkeit gegeben, ohne dass die Oberflächenhärte von der Schlagintensität abhängt. Diese Stahlsorte ist optimal für Anwendungen mit mittlerer bis niedriger Schlagbelastung und hohem Abrieb – wie die Sekundär- und Tertiärzerkleinerung oder die Primärzerkleinerung von weicherem Aufgabematerial, bei der hochmanganhaltiger Stahl nicht ausreichend kaltverfestigt werden würde. Seine Kerbschlagzähigkeit (≥ 15 J/cm²) ist zwar geringer als die von Manganstahl, aber für den vorgesehenen Einsatzbereich ausreichend. Cr-Mo-legierter Stahl ist die optimale Wahl, wenn die Zerkleinerungsbelastung nicht ausreicht, um den Kaltverfestigungsvorteil von Manganstahl auszunutzen.
Hochchromhaltiges Weißgusseisen: Maximale Verschleißfestigkeit
Hochchromhaltiges Weißgusseisen bietet die höchste Endhärte aller Brecherauskleidungsmaterialien: HRC 58+, mit einer Verschleißfestigkeit, die jeden Manganstahl bei Gleit- und Abriebbelastung übertrifft. Seine Dehnung beträgt ≤ 2 % – es ist hart, aber spröde. Daher ist es ungeeignet für Anwendungen mit hoher Stoßbelastung (Primärzerkleinerung von großen, harten Gesteinsbrocken), wo Bruchgefahr durch Stoßbelastung besteht. Es eignet sich hervorragend für Anwendungen mit geringer Stoßbelastung und extremer Abriebbelastung: Feinzerkleinerungs- und Tertiärzerkleinerungsstufen mit abrasivem Aufgabematerial, bei denen Gleitabrieb und nicht Stoßbelastung der dominierende Verschleißmechanismus ist. Das Material muss mit Vorsicht ausgewählt werden – der Einsatz in Bereichen mit hoher Stoßbelastung führt zu katastrophalem Bruch und nicht zu allmählichem Verschleiß.
Auswahlübersicht nach Bewerbung
- Primäre Kieferauskleidungen (hartes Gestein, hohe Stoßbelastung): Mn18Cr2 — Schlagzähigkeit ≥ 120 J/cm² verhindert Bruch, Kaltverfestigung auf HB 500+.
- Primäre Kiefer-/Kegelauskleidungen (Kalkstein, mittelhart): Mn13 — wirtschaftlich, ausreichende Kaltverfestigung bei mäßiger Fütterung.
- Primärzerkleinerung für extreme Beanspruchung (sehr hart/abrasiv): Mn22Cr2Mo — ultrahoher Mangangehalt + Cr-Mo für extremste Bedingungen.
- Sekundär / tertiär (geringe Stoßbelastung, hoher Abrieb): Hochchromhaltiges Weißgusseisen – HRC 58+ für maximale Lebensdauer bei Gleit- und Abriebverschleiß.
- Sekundäre Zerkleinerung (mittlere Stoßfestigkeit, hohe Abriebfestigkeit): Cr-Mo-Legierungsstahl — hohe Anfangshärte ohne Abhängigkeit von der Kaltverfestigung.
- Kegelbrechermäntel und -konkave: Mn18Cr2 für hartes Aufgabematerial, Mn13 für mittelhartes Aufgabematerial – abgestimmt auf das Aufgabematerial und die Kammerposition.
Wärmebehandlung und Qualitätskontrolle
Brecherauskleidungen werden im Sandgussverfahren (für größere Teile) bei einer Gießtemperatur von 1380–1420 °C hergestellt. Die doppelte Vorprüfung – Temperaturmessung an der Ofenfront und chemische Analyse eines Probenblocks – stellt sicher, dass die chemische Zusammensetzung vor dem Gießen den Spezifikationen entspricht. Bei hochmanganhaltigen Stählen ist die kritische Wärmebehandlung das Lösungsglühen: Das Gussteil wird auf 1050–1100 °C erhitzt, gehalten und anschließend in Wasser abgeschreckt, um ein einkristallines austenitisches Gefüge zu erzielen. Dieses austenitische Gefüge ist die Grundlage für die Kaltverfestigung von Manganstahl – ein unzureichendes Lösungsglühen führt zur Karbidausscheidung an den Korngrenzen und damit zu einem starken Abfall der Zähigkeit. Die Qualitätskontrolle umfasst Härteprüfungen (Gusshärte 170–260 HB als Abnahmekriterium), metallografische Analysen zur Bestätigung der Austenitreinheit (Karbidausscheidung ≤ 5 % als Gütekriterium) und die Überprüfung der Maßtoleranzen – alles vollständig rückverfolgbar.
Warum Huasuma für Brecherauskleidungen?
Huasumas Metallgussfertigung bietet fünf Werkstoffe für Brecherauskleidungen an – Mn13, Mn18Cr2, Mn22Cr2Mo, Cr-Mo-Legierungsstahl und hochchromhaltiges Weißgusseisen – jeder mit eigenen Wärmebehandlungsparametern. Für Kalkstein wird aus Kostengründen Mn13 verwendet, für Granit Mn18Cr2 für hohe Zähigkeit und für verschleißfeste Anwendungen mit geringer Stoßbelastung hochchromhaltiges Gusseisen für maximale Härte. Es wird nicht eine einzige Legierung für alle Anwendungsbereiche verwendet. Der Wasserhärtungsprozess (Halten bei 1050–1100 °C + Abschrecken in Wasser) wird an jedem Teil metallografisch geprüft, um die Austenitreinheit mit Karbidausscheidungen von ≤ 5 % zu bestätigen – Ziel ist ein verifizierbares Prüfergebnis, keine Annäherung. Vor dem Versand werden Doppellinealprüfung, Härteprüfung, metallografische Analyse und Überprüfung der Maßtoleranzen durchgeführt. Kompatibel mit PE/PEX-Backenbrechern, Sandvik C, Metso HP/GP und Terex Maschinen. Auskleidungen können individuell an Zahnprofil, Dicke und Montageart angepasst werden. Durchgehend nach ISO 9001 zertifiziert; GOST-Konformität wird unterstützt; 30 Jahre Erfahrung im Gussexport mit zahlreichen Lieferungen an Minenbetreiber in Russland, Indien und Australien; Angebotserstellung innerhalb von 24 Stunden; Muster zur praktischen Prüfung vor Großbestellungen verfügbar.
FAQ
Welches Material eignet sich am besten für Auskleidungen von Backenbrechern?
Für Backenbrecher zur Verarbeitung von Hartgestein (Granit, Eisenerz, Quarzit) ist Mn18Cr2 die optimale Sorte – seine Schlagzähigkeit von ≥ 120 J/cm² verhindert Brüche, und die Kaltverfestigung erreicht HB 500+. Für mittelhartes Aufgabematerial (Kalkstein) ist Mn13 die wirtschaftliche Wahl mit ausreichender Kaltverfestigung bis HB 400+.
Wie wirkt sich Kaltverfestigung auf die Lebensdauer der Brecherauskleidung aus?
Auskleidungen aus Manganstahl (Mn13, Mn18Cr2) sind im Gusszustand weich (HB 170–260), härten aber unter Stoßbelastung in der Brechkammer auf HB 400–550 aus. Je härter und stoßintensiver das Aufgabematerial ist, desto höher ist die durch Kaltverfestigung erreichte Oberflächenhärte – und desto länger ist die Lebensdauer. Bei geringer Stoßbelastung härtet die Oberfläche nicht effektiv aus, daher ist ein Werkstoff mit hoher Anfangshärte (Cr-Mo-Legierungsstahl oder hochchromhaltiges Gusseisen) die bessere Wahl.
Wann sollte ich Auskleidungen aus hochchromhaltigem Gusseisen verwenden?
Hochchromhaltiges Weißgusseisen (HRC 58+) eignet sich am besten für Anwendungen mit geringer Stoßbelastung und extrem hohem Abrieb – wie in der Sekundär- und Tertiärbrechtechnik mit abrasivem Aufgabematerial. Aufgrund seiner Bruchdehnung von ≤ 2 % darf es nicht in Bereichen mit hoher Stoßbelastung eingesetzt werden, in denen Bruchgefahr besteht.
Mit welchen Brechermarken sind die Huasuma-Auskleidungen kompatibel?
Die Brecherauskleidungen von Huasuma sind kompatibel mit Backenbrechern der PE/PEX-Serie (PE-250×400 bis PE-900×1200), Sandvik C-Serie, Metso/Nordberg HP/GP-Serie und Terex-Kegelbrechern. Die Auskleidungen können kundenspezifisch an das jeweilige Anlagenmodell angepasst werden – Zahnprofil, Dicke und Montageart.
Huasuma ist ein chinesischer Hersteller von Brecherauskleidungen aus Mn13, Mn18Cr2, Mn22Cr2Mo, Cr-Mo-Legierungsstahl und hochchromhaltigem Weißguss für Backen- und Kegelbrecher. Die Auskleidungen werden weltweit geliefert und entsprechen den GOST-Standards sowie der ISO 9001-Zertifizierung. Fordern Sie ein Angebot oder ein Muster an.
