ŻELIWO ODPORNE NA ZUŻYCIE  

ŻELIWO ODPORNE NA ZUŻYCIE to specjalne żeliwo stopowe o wysokiej twardości i doskonałych właściwościach przeciwciernych, szeroko stosowane do produkcji części mechanicznych, takich jak prowadnice obrabiarek, walce młynów, płyty okładzinowe młynów kulowych i inne elementy konstrukcyjne. Podstawą procesu produkcyjnego jest regulacja składu chemicznego, kontrola szybkości chłodzenia oraz specjalne tryby obróbki cieplnej w celu uzyskania wymaganej mikrostruktury. Poniżej znajduje się systematyczny opis produkcji żeliwa odpornego na zużycie.

W zależności od warunków pracy żeliwa odporne na zużycie dzielą się na dwie główne kategorie, z których każda ma swoje własne priorytety produkcyjne:

Żeliwa przeciwcierne (pracujące w warunkach smarowania)

Zakres zastosowania: prowadnice maszyn, pierścienie tłokowe, tuleje cylindrowe itp.

Zasada produkcji: do zatrzymania smaru wymagana jest stosunkowo miękka baza, zawierająca jednocześnie twarde fazy pochłaniające tarcie. Zwykle jako bazę stosuje się żeliwo szare perlityczne lub żeliwo o wysokiej zawartości fosforu.

Kluczowe operacje technologiczne: zwiększanie zawartości fosforu (0,4–0,6%) w celu wytworzenia eutektyki fosforkowej o wysokiej twardości, a także dodawanie stopów z chromem, molibdenem, miedzią i innymi pierwiastkami w celu wzmocnienia podłoża, zwiększenia wytrzymałości i odporności na zacieranie.

Żeliwa odporne na zużycie (pracujące w warunkach tarcia suchego lub zużycia ściernego)

Zakres zastosowania: płyty okładzinowe młynów kulowych, lemieszy, walców, młotów kruszących itp.

Zasada produkcji: wymagana jest wysoka i jednolita twardość w całej objętości; odporność na zużycie zapewniają głównie węgliki w żeliwie białym.

Kluczowe operacje technologiczne: Na bazie żeliwa białego z dodatkiem pierwiastków stopowych (chrom, molibden, nikiel, wanad) otrzymuje się żeliwo stopowe białe lub metodą „wybielania” uzyskuje się wierzchnią warstwę żeliwa białego z zachowaniem żeliwa szarego w rdzeniu.

KONTROLA SKŁADU CHEMICZNEGO

Proporcja pierwiastków stopowych jest czynnikiem decydującym o właściwościach żeliwa odpornego na zużycie:

Węgiel (C) i krzem (Si): węgiel jest podstawą powstawania węglików, zwiększa odporność na zużycie, ale zmniejsza lepkość; krzem sprzyja grafityzacji. W żeliwach odpornych na zużycie zazwyczaj stosuje się kompozycje o niskiej zawartości węgla i krzemu, aby ułatwić tworzenie się wybielonej struktury.

Chrom (Cr): jeden z najważniejszych pierwiastków stopowych. Chrom tworzy bardzo twarde węgliki typu (Cr,Fe)₇C₃, znacznie zwiększające odporność na zużycie i hartowność. W żeliwach wysokochromowych zawartość chromu może sięgać 26–32%.

Molibden (Mo), Nikiel (Ni), Miedź (Cu): Pierwiastki te stosowane są przede wszystkim w celu zwiększenia hartowności podłoża, sprzyjając tworzeniu się struktury martenzytycznej lub bainitycznej, co poprawia wytrzymałość przy jednoczesnym zachowaniu twardości.

Mangan (Mn): stabilizuje austenit; w żeliwach średniomanganowych o wysokiej wytrzymałości jego zawartość jest zwiększona (5–9,5%), co przyczynia się do powstania struktury martenzytu i austenitu szczątkowego.

Kontrola zanieczyszczeń: Zawartość siarki (S) i fosforu (P) musi być ściśle kontrolowana (zwykle ≤ 0,1%), aby zapobiec pękaniu na gorąco i zmniejszyć wytrzymałość.