Фесенко М.А., Лукьяненко И.В., Цыгановский К.В., Фесенко Е.В.

(НТУУ КПИ, г. Киев)

НОВЫЙ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ УДАРНО-АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА

Предложен новый способ изготовления из исходного расплава, выплавленного в одном плавильном агрегате,двухслойных отливок, состоящих в одной части (слое)из твердого износостойкого белого чугуна,ав другой ее части (основе)- из вязкого ударостойкого высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

В качестве исходного расплава предполагается использовать чугуны двух типов: склонный к кристаллизации с выделением графита в свободном состоянии (СЧ) (рис.1, а) и склонный к кристаллизации с отбелом (БЧ) (рис.1,б).

В процессезаливки формы исходный расплав чугуна проходит внутриформенную обработку в реакционной камере литниковой системы сфероидизирующим модификатором (СМ), после чего заполняет полость разовой литейной формы с предварительно установленным металлическим холодильником (кокилем)(рис. 1)для обеспечения ускоренного теплоотвода от той части отливки, где должна сформироваться износостойкая твердая поверхность.

При отработке нового способа в работе в качестве объекта исследований выбрали отливку призматической формы размером 240×120×50 мм и массой 10 кг (рис.2).

Многочисленными исследованиями с использованием метода компьютерного моделирования, а также на экспериментальных чугунных отливках выявлены основные закономерности процесса получения двухслойных отливок по предложенному способу. Подобраны составыисходного чугуна для обеспечения стабильной его кристаллизации с выделением графита в свободном состоянии (СЧ), или кристаллизации с отбелом (БЧ), а также типы модифицирующих добавок, их необходимое количество и гранулометрический состав, обеспечивающие получение в отливках заданной структуры и свлойств металла,установлены оптимальные температурные режимы и параметры литья.

В результате исследований были получены двухслойные экспериментальные отливки (рис.3, а) в верхней части из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом феррито-перлитного класса (рис.3, б), ав нижней части - из белого чугуна с мелкими включениями графитав перлито-цементитной матрице(рис.3, в).

Предложенный способ перспективен для внедрения на промышленных предприятиях при изготовлении деталей, работающих в условиях ударно-абразивного износа, например, бронефутеровочных плит, зубчатых колес, зубов ковшей экскаваторов, насадок молотов и др.