ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ И ТЕРМООБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПУЛЬПОВЫХ НАСОСОВ ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ИЗНОСОСТОЙКОГО ЧУГУНА

 

Хрущев С.С., Поддубный А.Н., Дюков А.В., Кульбовский И.К.,
Петрушин А.А. (БГТУ, г. Брянск, РФ) 

 

This work contains the results of the series of the experiments about the moulding and the heat treatment of the details of the pulp-pumps, which are made from new sort of cast iron.

 

На Брянском машиностроительном заводе и Сукремльском чугунолитейном заводе были проведены серии экспериментов по отливке деталей пульповых насосов из разработанного нового чугуна (табл.1) и чугунов ИЧХ28Н2, ИЧХ12М.

 

Таблица 1 - Оптимальный химический состав чугуна, обеспечивающий оптимальные свойства отливок деталей пульповых насосов

Вид термообработки	Химический состав						Оптимальные свойства отливок
	С	Cr	Ni	Mo	Mn	B	HRC	Иотн
Литое состояние Воздушная закалка Воздушная закалка и отпуск	2,6- -3,0	8,0- -10	0,6- -1,0	0,5- -0,8	0,8- -1,2	0,2- -0,5	58-63 54 58-60	6,2 4,2 5,8

 

Для изготовления форм выбрали метод вакуумно-пленочной формовки. На рис.1 представлен технологический процесс изготовления отливки корпуса пульпового насоса. Подвод металла осуществляется по разъему формы в тонкое сечение для выравнивания скорости кристаллизации по сечению всей отливки. Внутренняя полость корпуса формируется стержнем, изготовленным из холодно-твердеющей смеси (ХТС) на основе фосфатных связующих. Применение этой смеси обеспечивает необходимую прочность стержня, его податливость, а, кроме того, делает возможным многократное ее использование без сложного механизма регенерации.

Белый легированный чугун имеет пониженную жидкотекучесть, в связи с чем, оптимальная температура заливки принята 1320-1330°С. При более высокой температуре заливки, сильно развиваются усадочные дефекты в отливках, а при более низкой происходит недолив тонких сечений. Выбивку отливок производили при их температуре не выше 200°С во избежание появления горя­чих трещин.

Полученные результаты представлены в табл. 2. и на рис. 2

Рисунок 2- Микроструктура отлитых из легированного белого чугуна (табл. 1) отливок после различных видов термообработки: а – без термообработки; б – воздушная закалка с температуры 950°С, отпуска при 400°С; в – тоже, отпуск при 600°С; г – воздушная закалка с температуры 1050°С; д - воздушная закалка с температуры 1050°С, отпуск при 700°С; е – воздушная закалка с 1100°С, отпуск при 700°С (а, б, в, д х 400; г, е х 100).

Анализ полученных данных показал следующее:

а) литая микроструктура отливок из всех исследованных чугунов состо­ит из сильно разветвленных в металлической матрице крупных эвтектиче­ских карбидов, матрица состоит из аустенита, сорбита, тростита в различном их соотношении (рис. 2, а)

б) воздушная закалка отливок приводит к снижению их твердости и износостойкости вследствие увеличения в их микроструктуре количества аустенита, при этом они становятся немагнитными. Такая термообработка необходима для улучшения обрабатываемости резанием;

в) термическая обработка (воздушная закалка с последующим высоким отпуском) приводит к существенному повышению всех свойств их вследствие измельчения и коагуляции эвтектических кароидов, образования вторичных карбидов и диспергирования структурных составляющих металлической матрицы (рис. 2, б)

г) наиболее высокие свойства отливок из чугунов (состав 2, табл. 2) достигаются после воздушной закалки с последующим высоким отпуском (нагрев по 1050-1100°С, выдержка 4 часа, отпуск при 600-700°С в течение б часов), которые обеспечивают частичное растворение, измельчение и коагуляцию эвтектических карбидов, образование повышенного количества вторичных карбидов, диспергирование составляющих металлической матрицы (рис. 2).

Таблица 2 - Влияние белого легированного чугуна на структуру и свойства получаемых из него отливок пульповых насосов.

 

По данным исследования можно сделать вывод, что для изготовления деталей пульповых насосов наиболее подходит чугун химического состава мас.%: 3.52С; 0,86Mn; l,7Si; 8,26Cr; 2,5Ni; 0,6Mo.