Для существенного повышения износостойкости деталей насосов, пневмо- и гидроаппаратуры, прокатных станов, металлорежущих станков, коленчатых валов и блоков двигателей, кузнечно-прессового и литейного оборудования, подвергающихся в процессе работы трению с удельным давлением до 10 МПа и со смазкой, загрязненной стружкой, абразивом или другими включениями, используют антифрикционные низколегированные серые чугуны и антифрикционные высокопрочные чугуны с шаровидным или вермикулярным графитом.
Использование низколегированных чугунов с перлитно-бейнитной, бейнитной или бейнитно-ферритной матрицей является весьма перспективным направлением в заготовительном производстве машиностроения и позволяет значительно повысить долговечность работы сопряженных деталей машин, станков и механизмов.
Содержание
Структура и свойства низколегированных чугунов
При использовании низколегированного серого чугуна с бейнитной структурой для изготовления деталей металлорежущих станков может быть в несколько раз увеличена их износостойкость при удовлетворительной обрабатываемости. В таблице приведены данные износа низколегированных чугунов с различными структурами при возвратно-поступательном движении по поверхностям нелегированного чугуна в условиях трения при загрязнении смазки стружкой. Как видно из таблице, 15…20 % бейнита в металлической основе чугуна повышает износостойкость его в 3…4 раза, а 50…60 % бейнита — более чем в 10 раз. Плотность отливок из бейнитных чугунов выше и достигает 7,3…7,45 г/см3 (у перлитных чугунов 7,15 — 7,3 г/см3).
Влияние структуры на твердость и износостойкость чугуна
| Площадь, % | Твердость НВ | Износ, мм | |
| перлита | бейнита | ||
| 100 | — | 239 | 19,9 |
| 85 | 15 | 288 | 5,1 |
| 80 | 20 | 301 | 4,7 |
| 50 | 50 | 322 | 1,3 |
| 40 | 60 | 346 | 1,2 |
Примечание. Чугуны содержали % (маc.): 0,30…0,58 молибдена; 0,96…1,06 никеля и 0,21…0,30 хрома при углеродном эквиваленте 3,70… 3,76 %.
В таблице показаны данные о влиянии молибдена на содержание бейнита в структуре чугунов для проб различного диаметра. Ферромолибден вводили в струю расплава, выплавленного в вагранке, при сливе его в ковш емкостью 700 кг. В таблице приведены результаты стендовых испытаний на изнашивание низколегированных чугунов при различных нагрузках. Для сравнения испытаны детали из высокопрочных и обычных серых чугунов.
Влияние химического состава на содержание бейнита в чугуне
| Серия опытов | Углеродный эквивалент Сэ, % | Содержание Мо, % | Количество бейнита, %, в пробе диаметром, мм | ||
| 20 | 30 | 60 | |||
| 3,75 | 0,20 | 10 | 0 | 0 | |
| 3,75 | 0,34 | 80 | 2 | 0 | |
| А | 3,73 | 0,45 | 100 | 10 | 0 |
| 3,73 | 0,50 | 100 | 30 | 0 | |
| 3,62 | 0,35 | 100 | 5 | 0 | |
| Б | 3,63 | 0,46 | 100 | 15 | 0 |
| 3,60 | 0,54 | 100 | 60 | 0 | |
Примечание. Во всех чугунах было 0,9… 1,1 % никеля и 0,15… 0,20 % хрома.
Результаты стендовых испытаний антифрикционных сплавов
| Материал | Удельный износ, мкм/мс | ||
| Малые нагрузки | Большие нагрузки, после приработки | Большие нагрузки, без приработки | |
| АЧС-1 | 140…160 | 240…290 | 730…770 |
| СЧЗО | 170…210 | 530…580 | 820…910 |
| АЧВ-1 | 90…130 | 320…370 | 350…970 |
| АЧХН0,5М0,3 | 80…100 | 180…230 | 590…700 |
| АЧМНО,5X0,3 | 50…80 | 120…190 | 470…530 |
| АЧМН0,5Х0,8Ц0,2 | 35…60 | 90…110 | 280…360 |
| АЧМН0,5С0,ЗЦ0,2 | 25…55 | 75…120 | 220…290 |
| ВЧ 40 | 180…220 | 410…540 | Задиры |
| АЧС-4 | 110…135 | 170…210 | 580…650 |
| ВЧ100 | 20…50 | 25…100 | 210…280 |
| ВЧ70 | 112…130 | 195…212 | 307…335 |
Методы выплавки антифрикционного серого чугуна с низкой температурой перегрева, получившие широкое распространение в чугунолитейных цехах при работе на коксовых, коксогазовых, а в отдельных случаях и на газовых вагранках, с последующим модифицированием силико-хромом часто не позволяют получать отливки со стабильными свойствами, заданной структурой и ликвидировать влияние наследственности шихтовых материалов. Поэтому для производства отливок из АЧС и АЧВ часто переходят на плавку и доводку химического состава и температуры в электрических печах. Они обеспечивают заданный химический состав, высокий перегрев, возможность внепечной обработки и заданную структуру в отливках.
Для повышения эксплуатационных характеристик деталей прессов, насосов, гидроаппаратуры, станков и механизмов, работающих на трение (кареток, направляющих планок, клиньев, шкивов и т.п.), в ряде случаев широко используются различные методы комплексного модифицирования, а также процессы микро- и низкого легирования чугуна. Для практического осуществления этих операций в большинстве случаев не требуется специального оборудования. Положительные результаты от микролегирования и комплексного модифицирования достигаются при условии, что температура выплавляемого чугуна составляет не ниже 1400 °С.
Вам также могут быть интересны статьи:
Антифрикционные ковкие чугуны Комплексно-легированные износостойкие чугуны Антифрикционные чугуны для сложнонапряженных литых деталей цилиндропоршневой группы двигателей Белые чугуны. Влияние примесей и легирующих элементов. Антифрикционные сплавы на основе алюминия Антифрикционные сплавы на основе цветных металлов
(Пока оценок нет)
Загрузка...