Увеличение срока службы быстроизнашиваемых деталей в горнорудной, угольной промышленности и транспортном машиностроении является важнейшей экономической задачей. Зубья ковша экскаватора относятся к тяжело нагруженным деталям, работающим при высоких динамических нагрузках, от которых требуется высокая абразивная износостойкость. Зубья изготавливают из износостойкой стали 110Г13Л аустенитного класса. Для повышения вязкости и придания большей склонности к наклёпу изделия подвергают упрочняющей обработке - закалке в воду. Однако широкие пределы концентрации углерода и марганца в стали 110Г13Л при прочих равных условиях не гарантируют постоянства свойств однотипных деталей одного и того же назначения. Для деталей, работающих при абразивном изнашивании с ударными нагрузками при многократном циклическом нагружении, требуется стабильно высокая твердость поверхности и повышенная вязкость для придания большей склонности к равномерному наклепу.
Одним из наиболее эффективных технологических способов повышения абразивной износостойкости изделий из аустенитной износостойкой стали является криогенное упрочнение. В результате криогенного упрочнения повышается твердость и теплопроводность, значительно снижается разброс твердости и коэффициент трения, и как следствие увеличивается абразивная износостойкость, что значительно повышает эксплуатационный ресурс быстроизнашиваемых деталей. Абразивная износостойкость при эксплуатации в условиях рудника зубьев экскаватора повысилась более, чем на 25%.
Проведены исследования по влиянию криогенного упрочнения на увеличение твердости, абразивной износостойкости и снижение разброса твердости стали 110Г13Л. Изменение твердости в результате криогенной обработки приведено в таблице.
№ п/п | Наименование показателя | Состояние образца | Изменение показателя | |
исходное (ТО) | после криогенной обработки | |||
1 | Твердость, HRA | 60-61 | 61-62 | 1 |
2 | Твердость, HВ | 415,14 | 430,06 | 15 |
3 | Разброс твердости, % | 42 | 32 | -10 |
Испытаниями на абразивный износ установлено заметное влияние криогенного упрочнения на абразивную износостойкость аустенитной стали 110Г13Л (рис.). Следует отметить, что во всех экспериментах зафиксировано достаточно выраженное увеличение износостойкости после криогенной обработки. В среднем повышение износостойкости в результате криогенной обработки достигает более 20% при весовом износе в условиях крупного абразивного зерна (Р240) и более 28% - в условиях мелкого абразивного зерна (Р400) при линейном износе.
Рис. Относительная износостойкость образцов из сталей 110Г13Л в результате криогенного упрочнения
Упрочненные криогенной обработкой зубья ковша экскаватора прошли опытно-промышленные испытания в условиях Открытого рудника ПАО «Гайский ГОК». Упрочненные зубья ковша экскаватора отработали 26 суток и подверглись естественному износу до предельно допустимых размеров. При испытаниях не выявлено следов опережающего износа, какого-либо зуба из установленного комплекта, не выявлено следов деформаций, трещин и сколов. По результатам опытно-промышленных испытаний комплекта зубьев ковша экскаватора отгружено 28000 м3 породы объемным весом 2,5 т/м3. Для сравнения комплектом зубьев ковша экскаватора без криогенного упрочнения в среднем отгружают 20519 м3 породы на данном руднике. Комиссия считает, что упрочненные криогенной обработкой зубья ковша экскаватора прошли испытания и показали повышение абразивной износостойкости на 26,7%.
Износостойкие аустенитные стали 110Г13, 110Г13Л применяют так же для изготовления корпусов вихревых и шаровых мельниц, щек и конусов дробилок, траков гусеничных машин, железнодорожных и трамвайных крестовин и других тяжело нагруженных деталей.
Мы уверены в эффективности криогенного упрочнения. Убедитесь и Вы!
Закажите обработку Вашего дорогостоящего инструмента по телефону +7(3412) 33-44-55.