Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ВИКОРИСТАННЯ ЗНОСОСТІЙКИХ ВИСОКОХРОМИСТИХ ЧАВУНІВ В МАШИНОБУДУВАННІ
А.В. Дегерменджі

Остання редакція: 2017-07-11

Тези доповіді


Збільшення терміну служби деталей машин, які швидко зношуються –  одна з найважливіших проблем сучасного машинобудування. Мінімальний термін служби таких деталей знижує економічну ефективність багатьох машин і промислового обладнання та призводить до безповоротних втрат металу.

Особливо важливо забезпечити тривалі терміни служби деталей в гірничо-рудній, вугільній, цементній, будівельній та інших галузях промисловості, пов’язаних з видобутком і збагаченням високоабразивної мінеральної сировини – руди, вугілля, каменю, піску та ін.

Абразивне зношування характерний для великої групи машин і обладнання: екскаватори, навантажувачі, млини для розмелювання руди, вугілля, цементу, лотки, жолоби, футеровочні плити бункерів і скіпів, шламові насоси і трубопроводи до них центрифуги, класифікатори, флотаційні машини, гідроциклони і т.д. [1].

Застосування для таких машин деталей з білих зносостійких чавунів, в структурі яких містяться високотверді карбіди, дозволяє в 3…15 раз збільшити термін служби цих деталей в порівнянні з  вуглецевими сталями, які зазвичай застосовуються,  сталлю 110Г13Л і ін.

Умови роботи, не пов'язані з великими ударними навантаженнями, дозволяють застосовувати для багатьох машин деталі з білих чавунів різних типів, які, завдяки наявності в їх структурі високотвердих складових – карбідів, мають зносостійкість в 5…10 раз вищу, ніж у конструкційних сталей.

Знаючи зносостійкість сплаву в різних умовах зношування – швидкість, абразивність і величину абразиву, корозійну активність абразивної маси, кути атаки і ін., виходячи з умов роботи деталі, можна вибрати оптимальний варіант матеріалу [1].

Одним з найрозповсюдженіших матеріалів, вироби з якого працюють в умовах зношування є чавун, зносостійкість якого залежить від його хімічного складу, умов кристалізації та термічного оброблення. Зносостійкість чавуну підвищується при збільшенні в структурі кількості карбідів як простих (цементиту), так і спеціальних (карбідів хрому, вольфраму, ванадію і т.д.). Металева матриця повинна міцно утримувати тверду складову (карбіди) і запобігати їхньому крихкому руйнуванню.

Хімічний склад чавунів встановлюють в залежності від величини діючих напружень, робочих температур, типу абразиву.

В особливо важких умовах абразивного та гідроабразивного зношування виділяються спеціальні високохромисті чавуни з вмістом хрому 12…20 %, в структурі яких присутні карбіди типу Cr7C3 (наприклад, ІЧХ20М2Г3Н2, ніхард, ІЧ290Х18Г3). В якості оптимального складу високохромистого сплаву для виливків, які працюють в умовах гідроабразивного зношування рекомендують: 2,6…3,0 % С, 0,4…1,0 % Si, 0,5…1,0 % Mn, 11,5…13,0 % Cr, 1,2…1,6 % Mo з нормалізацією при 930°С та низьким відпуском протягом двох годин [2]. Саме в таких умовах експлуатуються деталі багерного насосу (рис. 1), які були виготовлені з наведеного вище сплаву.

 

Рисунок 1 – Деталі багерного насосу


Посилання


Література:

  1. Грабер М.Е. Износостойкие белые чугуны. – М.: Машиностроение, 2010. – 280 с.
  2. Гиршович Н. Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. – М.: Машиностроение, 1966 – 562 с.

Full Text: PDF