Меню
  Список тем
  Поиск
Полезная информация
  Краткие содержания
  Словари и энциклопедии
  Классическая литература
Заказ книг и дисков по обучению
  Учебники, словари (labirint.ru)
  Учебная литература (Читай-город.ru)
  Учебная литература (book24.ru)
  Учебная литература (Буквоед.ru)
  Технические и естественные науки (labirint.ru)
  Технические и естественные науки (Читай-город.ru)
  Общественные и гуманитарные науки (labirint.ru)
  Общественные и гуманитарные науки (Читай-город.ru)
  Медицина (labirint.ru)
  Медицина (Читай-город.ru)
  Иностранные языки (labirint.ru)
  Иностранные языки (Читай-город.ru)
  Иностранные языки (Буквоед.ru)
  Искусство. Культура (labirint.ru)
  Искусство. Культура (Читай-город.ru)
  Экономика. Бизнес. Право (labirint.ru)
  Экономика. Бизнес. Право (Читай-город.ru)
  Экономика. Бизнес. Право (book24.ru)
  Экономика. Бизнес. Право (Буквоед.ru)
  Эзотерика и религия (labirint.ru)
  Эзотерика и религия (Читай-город.ru)
  Наука, увлечения, домоводство (book24.ru)
  Наука, увлечения, домоводство (Буквоед.ru)
  Для дома, увлечения (labirint.ru)
  Для дома, увлечения (Читай-город.ru)
  Для детей (labirint.ru)
  Для детей (Читай-город.ru)
  Для детей (book24.ru)
  Компакт-диски (labirint.ru)
  Художественная литература (labirint.ru)
  Художественная литература (Читай-город.ru)
  Художественная литература (Book24.ru)
  Художественная литература (Буквоед)
Реклама
Разное
  Отправить сообщение администрации сайта
  Соглашение на обработку персональных данных
Другие наши сайты
Приглашаем посетить
  Культура (niv.ru)

   

Мікроструктура зносостійких чавунів для виготовлення промислових мелючих куль

Мiнiстерство освiти i науки України

Нацiональний унiверситет "Львiвська полiтехнiка"

Кафедра "Технологiї машинобудування"

Реферат

"Мiкроструктура зносостiйких чавунiв для виготовлення промислових мелючих куль"

Львiв – 2008р


Змiст

Вступ

1. Теоретичнi данi. Аналiз експлуатацiї мелючих куль

2. Характеристика дослiджуваних матерiалiв

5. Результати виробництва мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т, що вiдливали на модулi ВВЛ за розробленою технологiєю

Висновки

Лiтература


Вступ

На Українi та у країнах СНД використовувалась та використовується зараз високопродуктивна технологiя одержання сталевих куль, що включає поперечно-гвинтову прокатку та подальше гартування з самовiдпуском у агрегатах безперевної дiї. Головним недолiком такої технологiї є низька твердiсть i, вiдповiдно, зносостiйкiсть куль, особливо великого дiаметра. В зв’язку з цим, в промислово розвинених країнах до 30% мелючих куль виготовляється з бiлих чавунiв методом лиття. Такi кулi мають стiйкiсть у 3... 5 разiв вищу, нiж стiйкiсть сталевих куль. На Українi об’єм виробництва чавунних мелючих тiл не перевищує 2% вiд загального випуску i обмежується цильпебсами (конiчнi мелючi тiла) та кулями малого дiаметру (не бiльше 60мм). Кулi великих дiаметрiв виготовляються за кордоном з високолегованих чавунiв типу нiхард та з хромистих чавунiв. На Українi такi кулi не виготовляють через наявнiсть у їх складi дефiцитних легуючих елементiв, а також через вiдсутнiсть економiчних та продуктивних технологiй. Необхiднiсть у легуваннi чавунiв дефiцитними елементами пов’язана з тим, що нелегованi чавуни не задовольняють вимогам по ударостiйкостi мелючих куль. У зв’язку з цим набуває актуальностi проблема оптимiзацiї складу зносостiйкого чавуну для мелючих куль з метою зниження його легованостi. Технологiї лиття у пiщанi та металевi форми, що використовуються теперiшнього часу, характеризуються низьким коефiцiєнтом використання рiдкого металу (бiля 45... 50%) та наявнiстю грубих ливарних дефектiв кулi, що знижують її ударостiйкiсть та зносостiйкiсть. Тому проблема потребує використання способiв лиття, що забезпечують направлену кристалiзацiю рiдкого металу з мiнiмальним розвитком ливарних дефектiв, оптимальну макро- та мiкроструктуру i високi коефiцiєнт використання рiдкого металу та продуктивнiсть працi.


1. Аналiз експлуатацiї мелючих куль

На основi аналiзу лiтературних даних встановленi фактори, що визначають експлуатацiйну стiйкiсть мелючих куль. Такими факторами є твердiсть, достатня в’язкiсть та зносостiйкiсть. Крiм того, за умовами розвантажувально-завантажувальних робiт кулi повиннi мати певнi магнiтнi властивостi.

Згiдно з лiтературними даними для куль великих дiаметрiв (80мм та бiльше) за кордоном використовують хромистi чавуни та стоп нiхард. Оскiльки нiкель, що є основним легуючим елементом стопу нiхард, у наших умовах є дорогим та дефiцитним матерiалом, в роботi, як базовий матерiал для литих мелючих куль було вибрано хромистий чавун. Встановлено, що основним фактором, який визначає властивостi бiлого чавуну, є склад, кiлькiсть та морфологiя карбiдної фази. Тому найбiльш придатний для роботи в умовах ударно-абразивного зносу вибранi чавуни легованi 12... 24% хромом. Кристалiзацiя таких чавунiв проходить з утворенням карбiдiв типу (Cr,Fe)7 C3 , якi служать ведучою фазою структури. Аустенiтно-хромистокарбiдна евтектiка має скелетну будову, при цьому матричною фазою є аустенiт, а розгалуженою фазою - карбiд (зазначемо, що у звичайнiй ледебуритнiй евтектицi - навпаки). Такими особливостями будови чавуну деякi дослiдники пояснюють високий рiвень механiчних властивостей чавунiв з карбiдами типу (Cr,Fe)7 C3 , у порiвняннi з низьколегованими чавунами, що мiстять ледебурiтну евтектику.

Аналiз лiтературних даних про вплив легуючих елементiв на структуру та властивостi хромистого чавуну дозволив вибрати основну систему Fe-C-Cr-Mn з таким вмiстом елементiв, мас. доля, %: 1,8... 3,2С; 13,0... 23,0Cr та 1,0... 4,0Mn для подальших дослiджень з метою оптимiзацiї складу стопу по службовим властивостям. У оглядi вiдзначено також позитивний вплив модифiкування хромистого чавуну титаном.

Поряд з легуванням та модифiкуванням вказанi також iншi методи керування структурою високохромистих чавунiв: дiєю на метал, що кристалiзується, фiзичними та механiчними факторами, а саме вiбрацiєю, вiдцентровими силами, електромагнiтними полями, електронами високої енергiї. Механiчною дiєю можна також досягти щiльних якiсних вiдливкiв, а також пiдвищення виходу придатного.

Проаналiзовано вiтчизняний досвiд виробництва литих куль. До теперiшнього часу на Українi литi кулi дiаметром бiльше 60мм не виробляють.

Виконаний аналiз дозволив сформулювати завдання, якi необхiдно вирiшити для досягнення мети роботи.

На пiдставi аналiзу попереднього досвiду для дослiджень були обранi високохромистi чавуни. Експерименти проводили на литих зразках та литих мелючих кулях дiаметром 80... 100мм.

0 С. Температура чавуну при заливцi змiнювалась вiд 1340 до 14200 С. Вiдливку зразкiв проводили у пiщанi форми. Для вивчення впливу хiмiчного складу та термiчної обробки на структуру та властивостi хромистого чавуну вiдливали кулi дiаметром 100мм у промисловi пiщанi форми по технологiї, що розроблена ЗДТУ i впроваджена на НВО "Востокмашзавод". Для вивчення впливу вiбрацiї та вiдцентрових сил, кулi вiдливали у кокiль на модулi установки вiдцентрово-вiбрацiйного лиття Камиш-Бурунського залiзорудного комбiнату.

Термiчну обробку зразкiв проводили у лабораторних печах опору, литих куль - у печах СДО-28 з висувним подом. Термiчна обробка включала повiтряне гартування вiд температур 920... 9500 С з вiдпуском при температурi 430... 4500 С. Для запобiгання утворення трiщин у вiдливках при нагрiваннi пiд гартування швидкiсть нагрiвання обмежували величиною 700 С/год. з витримкою протягом 2 годин при температурi 4000 С. Подальше нагрiвання вели з швидкiстю 1500 С/год.

Контроль хiмiчного складу, дослiдження макро- та мiкроструктури, розмiру структурних складових та механiчних властивостей проводили стандартними методами. Для дослiдження ударостiйкостi куль було розроблено спецiальну методику з використанням копра з падаючим вантажем. Енергiя одиничного удару дорiвнювала 1450Дж, що в 10... 15 разiв перевищує реальнi динамiчнi навантаження, якi сприймають кулi при роботi у промислових млинах. Ударостiйкiсть оцiнювали по кiлькостi ударiв, що витримувала куля до руйнування.

швидкiсть при тертi. Ударно-абразивну зносостiйкiсть зразкiв дослiджували у лабораторному кульовому млинi.

Об’єм усадочних дефектiв визначали за методикою, що розроблена кафедрою М та ТЛВ ЗДТУ. Додатково дослiджували площину усадочної раковини на темплетi кулi, що виготовляли розтином кулi по площинi, яка перпендикулярна роз’єму форми та проходить через живильник.

Математичну обробку експериментальних даних та оптимiзацiю хiмiчного складу чавуну здiйснювали iз застосуванням сучасних апаратiв i засобiв обчислюваної математики.


3. Розробка оптимального складу хромистого чавуну, для даного типу робiт

При виборi критерiїв експлуатацiйної стiйкостi куль, необхiдних для оптимiзацiї складу стопу, були використанi результати випробувань литих мелючих куль з хромистих чавунiв рiзного складу, проведених ранiше кафедрою технологiї металiв ЗДТУ. Такими критерiями було обрано:

-твердiсть поверхнi кулi не менше HRC 55 з максимально можливою рiвномiрностю по перетину кулi;

-ударна в’язкiсть КС матерiалу кулi не менше 8,0 Дж/см2 ;

-ударостiйкiсть куль Nу не менше 15 ударiв;

-магнiтна проникливiсть m не менше 4,0 Гн/м;

-достатня щiльнiсть та якiсть вiдливкiв.

Вплив основних легуючих елементiв (C, Cr та Mn) вивчали з використанням математичного методу активного планування експерименту 23 (ортогональний план другого порядку). Згiдно з аналiзом лiтературних даних вмiст хiмiчних елементiв змiнювали у наступних межах, мас. доля,%: 1,8... 3,2С; 13,0... 23,0Cr, 1,0... 4,0Mn. Крiм того, стопи вмiщували 0,8... 1,0%Ni, не бiльше 1,0%Si. Функцiєю вiдклику було обрано твердiсть HRC, ударна в’язкiсть КС, магнiтна проникливiсть m, абразивний та ударно-абразивний зноси, як фактори, що вiдображають експлуатацiйнi якостi мелючих куль.

Математична обробка результатiв експерименту дозволила одержати залежностi властивостей зносостiйкого чавуну вiд його хiмiчного складу (у дослiджених межах), що описуються рiвняннями регресiй:

2 +0,05Cr22 ;

2 ;

m = 2,8-1,7С+0,1Cr+2,8Mn-0,1ССr-0,2СMn+0,8С2 -0,4Mn2 , Гн/м;

IА 2 , г/(м2

IУА = 95,8-38,1С-3,75Cr-3,9Mn+0,6ССr+5,25С2 +0,06Сr2 +

+0,8Mn2 , г/(м2

Стопи вивченого хiмiчного складу мають структуру доевтектичного бiлого чавуну. Евтектика представлена хромистим карбiдом типу (Cr,Fe)7 C3 стопiв створюється тiльки карбiд тригонального типу (безбарвнi карбiди). Карбiди цементитного типу (Fe,Cr)3 C (цегельного кольору) видiляються вже у процесi охолодження вiдливку. Переконливим пiдтвердженням результатiв термiчного травлення служать дослiдження мiкротвердостi. Безбарвнi карбiди мали мiкротвердiсть Н50 =1410... 1680МПа, що вiдповiдає карбiду типу (Cr,Fe)7 C3 . Одержанi результати свiдчать про недоцiльнiсть збiльшення вмiсту хрому з метою змiни морфологiчної будови карбiдної фази та евтектики в цiлому. Вже при 13,0%Cr усi дослiдженi сплави кристалiзувалися з евтектикою розеточної будови. Вториннi карбiди цементитного типу видiляються у серединi металiчної основи стопу, мають невеликi розмiри i на первинну структуру високохромистих чавунiв впливу не чинять. Металева основа дослiджених чавунiв пiсля термiчної обробки має структуру мартенситу з мiкротвердiстю Н50 =710... 830МПа. Невеликi розмiри вивчених зразкiв (бiля 30мм) не дозволили встановити рiзницi у структурi по перетину шлiфа.

Змiни ступеня легування чавунiв не привело до помiтної змiни металевої матрицi стопiв, але значно змiнило кiлькiсть карбiдної фази. Цей факт пояснює зниження ударної в’язкостi та пiдвищення твердостi iз збiльшенням вмiсту вуглецю та хрому як основних карбiдостворюючих елементiв. Вплив марганцю за умов невеликих зразкiв встановити складно. Власних карбiдiв марганець не утворює (в дослiджених стопах), а лише легує карбiди хрому та металеву основу. Розчинюючись у залiзi, марганець розширює g-область, та збiльшує кiлькiсть вуглецю в аустенiтi, тим самим стабiлiзує аустенiт в областi перлiтного перетворення та пiдвищує здатнiсть до гартування, а також зменшує загальну кiлькiсть карбiдiв.

Встановити зв’язок мiж спiввiдношенням Cr/C та ударно-абразивною зносостiйкiстю не вдалося. Але оптимальною структурою незалежно вiд вмiсту вуглецю та хрому є мартенситна матриця з 25... 28% карбiду типу М7 С3 . Певно, така структура оптимально поєднує твердiсть як фактор, що перешкоджає проникненню абразивної частки у тiло кулi, та достатню в’язкiсть як показник, що сприяє зниженню викришування карбiдiв у процесi зносу, та пiдвищенню ударостiйкостi куль.

склад чавуну, мас. доля, %: 2,7... 2,9С; 13,0... 15,0Cr; 4,0%Mn. Такий склад чавуну забезпечує необхiдний рiвень властивостей при мiнiмально можливому вмiстi хрому. Цей чавун також має ступiнь евтектичностi 0,8, що забезпечує покращення ливарних властивостей.

Вивчення впливу марганцю, нiкелю, кремнiю та титану на експлуатацiйнi властивостi стопу ИЧ280Х15 проводили безпосередньо на кулях дiаметром 100мм, що вiдливали у пiщанi форми.

Твердiсть поверхнi куль при вмiстi вiд 1,0 до 4,0%Mn практично не змiнюється, але у центрi кулi максимальне значення твердостi має мiсце при 3,6... 4,1%Mn. При такому вмiстi марганцю металева основа як на поверхнi, так i у центрi кулi представлена мартенситом. Вмiст марганцю вище 4,1% знижує точку мартенситного перетворення настiльки, що робить практично неможливим одержання структур гартування при кiмнатнiй температурi. Кiлькiсть немагнiтної складової структури - аустенiту збiльшується до межi, коли кулi перестають задовольняти встановленим вимогам по магнiтнiй проникливостi, а також по твердостi. Вмiст марганцю нижче 3,3% приводить до збiльшення кiлькостi продуктiв розпаду аустенiту у центральнiй частинi кулi, що негативно вiдзначається на твердостi та стiйкостi мелючих куль.

стабiльнiстю аустенiту кремнiй у визначеному дiапазонi вмiсту можна розглядати як корисний елемент, що пiдвищує температуру мартенситного перетворення та полегшує тим самим утворення мартенситу. Але пiдвищений вмiст кремнiю приводить до зниження твердостi чавуну, оскiльки ефект вiд збiльшеня кiлькостi продуктiв перлiтного розпаду з малою твердiстю перекриває ефект вiд збiльшення кiлькостi мартенситу. Встановлено, що вмiст кремнiю у чавунi ИЧ280Х15Г4 не повинен перевищувати 1,0%.

Використання дорогого нiкелю для легування маловiдповiдальних деталей повинно пiдтверджуватися його значимiстю та необхiднiстю. Виключення нiкелю iз складу зносостiйкого хромистого чавуну знижує ударостiйкiсть литих куль нижче критичного рiвня (Nу<15 ударiв). За iншими параметрами стоп повнiстю вiдповiдає встановленим критерiям. У зв’язку з цим виникла необхiднiсть пiдвищення ударостiйкостi матерiалу за рахунок iнших факторiв. Найбiльш перспективним у цьому планi виявилося модифiкування стопу титаном.

рiвня. Але при подальшому збiльшенню вмiсту титану у стопi має мiсце збiльшення розмiру зерна.

0,1... 0,3Ti.

Проведено оптимiзацiю режиму термiчної обробки мелючих куль з розробленого стопу за температурами повiтряного гартування та вiдпуску. Встановлено, що пiдвищення температури повiтряного гартування веде до зниження твердостi та пiдвищення ударостiйкостi куль за рахунок збiльшення кiлькостi залишкового аустенiту у структурi стопу. Температура вiдпуску впливає аналогiчно з рiзким збiльшенням зростання при температурi вище 65001 (»7500 С). Впливу термiчної обробки на первиннi карбiди не встановлено. Оптимальним режимом термiчної обробки мелючих куль iз стопу ИЧ280Х15Г4Т є повiтряне гартування з 950±200 С та наступним вiдпуском при 450±200 С.

4. Розроблення рекомендованої технологiї лиття мелючих куль

Розроблено двi модифiкацiї кокiлiв для лиття мелючих куль:

-кокiль першої модифiкацiї дозволяє одночасно вiдливати кулi дiаметром 100, 80, 60, 40 та 20мм з живленням "вiдливку через вiдливок", що забезпечує направлену кристалiзацiю;

-кокiль другої модифiкацiї розроблено для куль невеликого дiаметру (до 60мм), що забезпечує нормальне заповнення форми пiд дiєю вiдцентрових сил з рацiональним використанням розмiрiв кокiля.

З використанням модуля ВВЛ та кокiля першої модифiкацiї провели дослiдження впливу вiбрацiї та вiдцентрових сил на структуру та властивостi литих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т.

Встановлено, що змiни режиму роботи модуля ВВЛ практично не вплинули на кiлькiсне спiввiдношення складових структури стопу, але значно вплинули на їх розмiри та у деякий мiрi на морфологiю. Зi збiльшенням частоти коливань та швидкостi обертання кокiля зменьшується середнiй розмiр зерна структури та часток карбiдiв. Цей факт, певно, пов’язаний зi збiльшенням кiлькостi центрiв кристалiзацiї, переохолодженням розплаву та з пiдвищенням однорiдностi стопу внаслiдок його перемiшування пiд дiєю вiбрацiї.

макроструктура темплетiв куль однорiдна, дрiбнозерниста без видимих включень та трiщин.

Щiльнiсть матерiалу куль не залежить вiд режиму роботи модуля ВВЛ i становить 7,7062 г/мм3 . Разом з цим, щiльнiсть вiдливкiв куль зi збiльшенням частоти вiбрацiї та швидкостi обертання кокiлю пiдвищується, а об’єм усадочної раковини зменшується (табл. 1). Це обумовлено пiдвищенням рiдкотекучостi, а також накладенням ефекту лиття пiд тиском за рахунок центрифугування при обертаннi кокiлю. Пiдвищення частоти коливань кокiля сприяє зниженню газонасиченостi вiдливку та виведенню усадочних дефектiв через ливникову систему у стояк. Результатом подрiбнення структури чавуну та збiльшення щiльностi вiдливку стало пiдвищення службових властивостей мелючих куль. Встановлено, що необхiдна ударостiйкiсть литих куль дiаметром 80... 100мм забезпечується, якщо сумарний об’єм усадочних дефектiв не перевищує 1,20... 1,25%, а об’єм концентрованої раковини - 0,40... 0,45%. Основним результатом роботи стало значне пiдвищення ударостiйкостi куль (з 4 до 30 ударiв) при збереженнi високої твердостi (HRC 58... 60).


Таблиця 1 - Вплив режиму роботи модулю ВВЛ на щiльнiсть вiдливку мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т

Режим роботи

модулю ВВЛ

Дiаметр кулi 40мм Дiаметр кулi 60мм Дiаметр кулi 80мм
Частота вiбрацiї Швидкiсть обертання Щiльнiсть кулi, r

Сумарний

åV

Щiльнiсть

Сумарний

об’єм усадочних

дефектiв, åV

Щiльнiсть

кулi, r

Сумарний

об’єм усадочних

дефектiв, åV

Гц об/хв. г/см3 см3 % г/см3 см3 % г/см3 см3 %
0 500 7,623 0,35 1,09 7,583 1,82 1,6 7,693 7,22 2,85
17 125 7,628 0,32 1,01 7,604 1,52 1,33 7,601 6,78 2,64
17 500 7,663 0,16 0,52 7,658 0,74 0,64 7,593 4,93 1,53
34 125 7,656 0,2 0,65 7,65 0,83 0,72 7,564 5,47 2,16
34 500 7,676 0,12 0,38 7,673 0,48 0,42 7,624 3,42 1,34
48 125 7,679 0,11 0,36 7,677 0,43 0,38 7,618 3,35 1,52
48 500 7,685 0,09 0,28 7,668 0,56 0,5 7,695 3,06 1,22

В роботi не виявлено зв’язку ударостiйкостi куль вiд параметрiв мiкроструктури матерiалу. Певно, що на кулях iз значним об’ємом усадочних дефектiв їх вплив на ударостiйкiсть бiльш значний, нiж вплив розмiрiв мiкроструктури. Можливо, що на бiльш щiльних кулях вплив розмiрiв зерна та карбiдiв на ударостiйкiсть буде значнiшим.

мiж втратою маси зразка при абразивному зносi з розмiром параметрiв структури. Вiрогiдно, що бiльш дрiбнодисперснi та рiвномiрно розподiленi карбiди мiцнiше утримуються металевою матрицею i у меншiй мiрi викришуються.

-амплiтуда вiбрацiї 0,5мм;

-час обробки рiдкого металу вiбрацiєю та вiдцентровими силами 1,0... 1,2хв;

-мiнiмальна температура рiдкого металу при заливцi 1360... 13800 С.

5. Результати виробництва мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т, що вiдливали на модулi ВВЛ за розробленою технологiєю

форми не було. Вихiд придатного литва становив 72... 75%.

Макроструктура литих куль щiльна, без видимих дефектiв (пустот, трiщин), а також помiтних лiквацiйних зон. У кулi дiаметром 80мм на вiдстанi 10... 15мм вiд поверхнi в мiсцi прилягання ливника до вiдливка малась рихлiсть та компактна усадочна раковина неправильної форми площиною бiля 20мм2

Мiкроструктура дослiджених куль мала осередочну будову i представлена мартенситною матрицею та аустенiтно-хромистокарбiдною евтектикою з карбiдами (Cr,Fe)7 C3 у кiлькостi 25... 30%.

Службовi властивостi куль повнiстю вiдповiдали розробленим критерiям: твердiсть поверхнi становила HRC57... 60, у центрi кулi - HRC50... 54; ударостiйкiсть - 25 ударiв; магнiтнi властивостi куль повнiстю задовольняли вимогам завантажувально-розвантажувальних робiт.

Порiвняльнi випробування стiйкостi у млинi литих мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т та катаних iз сталi 35Г показали вiдносне збiльшення експлуатацiйної стiйкостi чавунних куль у 3,2 рази. Крiм того, використання бiльш твердих чавунних куль, в порiвняннi зi сталевими, додатково дозволило зменшити витрати електроенергiї при подрiбненнi у млинi на 15% та пiдвищити ефективнiсть процесу подрiбнення руди.


Висновки

Аналiз свiтового досвiду показав, що у промислово розвинених країнах частка зносостiйкого чавуну що бiльше як у три рази перевищує зносостiйкiсть конструкцiйних сталей, у виробництвi куль складає 30%, тодi як на Українi ця частка не перевищує 2% внаслiдок дефiциту легуючих елементiв (Ni, V, Mo, Cu та iнш.) та вiдсутностi оптимальної технологiї виробництва куль дiаметром бiльше 60мм.

-твердiсть поверхнi кулi не менше як HRC 55;

-ударна в’язкiсть КС не менше 8 Дж/см2 ;

-ударостiйкiсть куль Nу не менше 15 ударiв;

-магнiтна проникливiсть m не менше 4 Гн/м;

-ливарнi властивостi повиннi забезпечити мiнiмальну кiлькiсть усадочних дефектiв.

З використанням математичного методу активного планування експерименту одержанi кореляцiйнi залежностi, що описують вплив вуглецю, хрому та марганцю на механiчнi властивостi, магнiтну проникливiсть та абразивне i ударно-абразивне зношування чавуну;

На пiдставi розроблених критерiїв роботоздатностi з використанням одержаних залежностей оптимiзовано хiмiчний склад чавуну ИЧ280Х15Г4Т для мелючих куль, що вiдрiзняється вiд ранiше вiдомого економiєю дефiцитних хрому (бiля 2%) та нiкелю (бiля 1%).

Для пiдвищення зносостiйкостi, ударостiйкостi та одержання рiвномiрного розподiлу властивостей по перетину куль запропоновано модифiкувати чавун титаном у кiлькостi 0,1... 0,3%.

дефектiв. Накладення вiбрацiї та вiдцентрових сил дозволяє одержувати щiльнi кулi з мiнiмальною кiлькiстю усадочних дефектiв та з однорiдною i дрiбнозернистою структурою. Оптимальним режимом работи модуля установки ВВЛ є:

-ампiтуда вiбрацiї 0,5мм;

-частота вiбрацiї 48Гц;

-частота обертання 500 об/хв;

-час обробки рiдкого металу у формi 1,0... 1,2 хв;

-температура рiдкого металу при заливцi 1360... 13800 С.

Оптимiзовано режим термiчної обробки мелючих куль з чавуну розробленого складу за температурами повiтряного гартування та вiдпуску. Установлено, що пiдвищення температури гартування знижує твердiсть та пiдвищує ударостiйкiсть за рахунок збiльшення кiлькостi залишкового аустенiту у структурi стопу. Температура вiдпуску (250-6500 С) впливає аналогiчно температурi гартування. Оптимальним режимом термiчної обробки мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т є повiтряне гартування вiд 950±200 С з вiдпуском при 450±200 С.


Лiтература

1. Капустин М. А., Иванов Д. Ю. Критерии стойкости мелющих шаров в условиях ударно-абразивного износа: Сб. научн. тр. ТГАТА. - 1996. - С. 22-23.

2. Капустин М. А., Шестаков И. А. Влияние состава белого чугуна на его стойкость в условиях ударно-абразивного износа // Приднiпровський науковий вiсник. - 1997. - №8(19). - С. 18-22.

3. Капустин М. А., Шестаков И. А. Разработка режимов литья мелющих шаров на центробежно-вибрационной установке // Новi матерiали i технологiї в металургiї та машинобудуваннi. - 1997. - №1-2. - С. 62-64.

4. Иванов Д. Ю, Капустин М. А. Влияние химического состава и структуры на износостойкость хромистых чугунов // Новi конструкцiйнi сталii методи їх обробки для пiдвищення надiйностi та довговiчностi виробiв: Зб. наук. пр. ЗДТУ. - Запорiжжя: ЗДТУ, 1998. - С. 132-133.

5. Пархоменко В. А., Бондаренко И. Н., Капустин М. А. Выбор рациональных составов износостойких сплавов для деталей, изнашиваемых высокоабразивными щелочными суспензиями // Тез. докл. научн. -техн. конф. "Пути повышения качества и экономичности литейных процессов". - Одесса. - 1993. - С. 57.

6. Капустин М. А., Климова И. Г., Иванов Д. Ю. Влияние карбидной фазы на свойства высокохромистых чугунов // Тез. докл. научн. -техн. конф. "Неметаллические включения и газы в литейных сплавах". - Запорожье: ЗМИ. - 1994. - С. 94.