5. Результати виробництва мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т, що відливали на модулі ВВЛ за розробленою технологією
Мелючі кулі, що були відлиті згідно з вимогами заданої технології, відповідали ГОСТ 7524-89 по якості поверхні та розмірам. Поверхня куль була чиста, форма відливка відповідала формі кулі, зміщень по роз’єму форми не було. Вихід придатного литва становив 72...75%.
Макроструктура литих куль щільна, без видимих дефектів (пустот, тріщин), а також помітних лікваційних зон. У кулі діаметром 80мм на відстані 10...15мм від поверхні в місці прилягання ливника до відливка малась рихлість та компактна усадочна раковина неправильної форми площиною біля 20мм2. У кулях меншого діаметру усадочні дефекти займали значно меншу площину.
Мікроструктура досліджених куль мала осередочну будову і представлена мартенситною матрицею та аустенітно-хромистокарбідною евтектикою з карбідами (Cr,Fe)7C3 у кількості 25...30%.
Службові властивості куль повністю відповідали розробленим критеріям: твердість поверхні становила HRC57...60, у центрі кулі - HRC50...54; ударостійкість - 25 ударів; магнітні властивості куль повністю задовольняли вимогам завантажувально-розвантажувальних робіт.
Порівняльні випробування стійкості у млині литих мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т та катаних із сталі 35Г показали відносне збільшення експлуатаційної стійкості чавунних куль у 3,2 рази. Крім того, використання більш твердих чавунних куль, в порівнянні зі сталевими, додатково дозволило зменшити витрати електроенергії при подрібненні у млині на 15% та підвищити ефективність процесу подрібнення руди.
Висновки
Аналіз світового досвіду показав, що у промислово розвинених країнах частка зносостійкого чавуну що більше як у три рази перевищує зносостійкість конструкційних сталей, у виробництві куль складає 30%, тоді як на Україні ця частка не перевищує 2% внаслідок дефіциту легуючих елементів (Ni, V, Mo, Cu та інш.) та відсутності оптимальної технології виробництва куль діаметром більше 60мм.
Розроблено граничні умови фізичних, механічних та експлуатаційних властивостей, що забезпечують високоефективну роботу млинів та стійкість чавунних куль:
-твердість поверхні кулі не менше як HRC 55;
-ударна в’язкість КС не менше 8 Дж/см2;
-ударостійкість куль Nу не менше 15 ударів;
-магнітна проникливість m не менше 4 Гн/м;
-ливарні властивості повинні забезпечити мінімальну кількість усадочних дефектів.
З використанням математичного методу активного планування експерименту одержані кореляційні залежності, що описують вплив вуглецю, хрому та марганцю на механічні властивості, магнітну проникливість та абразивне і ударно-абразивне зношування чавуну;
На підставі розроблених критеріїв роботоздатності з використанням одержаних залежностей оптимізовано хімічний склад чавуну ИЧ280Х15Г4Т для мелючих куль, що відрізняється від раніше відомого економією дефіцитних хрому (біля 2%) та нікелю (біля 1%).
Для підвищення зносостійкості, ударостійкості та одержання рівномірного розподілу властивостей по перетину куль запропоновано модифікувати чавун титаном у кількості 0,1...0,3%.
Установлено залежності щільності відливку та кількості дефектів усадочного походження від режимів роботи відцентрово-вібраційної установки, а також залежність ударостійкості куль від сумарного об’єму усадочних дефектів. Накладення вібрації та відцентрових сил дозволяє одержувати щільні кулі з мінімальною кількістю усадочних дефектів та з однорідною і дрібнозернистою структурою. Оптимальним режимом работи модуля установки ВВЛ є:
-ампітуда вібрації 0,5мм;
-частота вібрації 48Гц;
-частота обертання 500 об/хв;
-час обробки рідкого металу у формі 1,0...1,2 хв;
-температура рідкого металу при заливці 1360...13800С.
Оптимізовано режим термічної обробки мелючих куль з чавуну розробленого складу за температурами повітряного гартування та відпуску. Установлено, що підвищення температури гартування знижує твердість та підвищує ударостійкість за рахунок збільшення кількості залишкового аустеніту у структурі стопу. Температура відпуску (250-6500С) впливає аналогічно температурі гартування. Оптимальним режимом термічної обробки мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15Г4Т є повітряне гартування від 950±200С з відпуском при 450±200С.
Література
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 // Придніпровський науковий вісник. - 1997. - №8(19). - С.18-22.
3. Капустин М.А., Шестаков И.А. Разработка режимов литья мелющих шаров на центробежно-вибрационной установке // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. - 1997. - №1-2. - С.62-64.
4. Иванов Д.Ю, Капустин М.А. Влияние химического состава и структуры на износостойкость хромистых чугунов // Нові конструкційні сталі і методи їх обробки для підвищення надійності та довговічності виробів: Зб. наук. пр. ЗДТУ. - Запоріжжя: 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.
0 комментариев