1 Изобретение относитс к металл гии, конкретнее к горнообогатител ной промьшшенности, в частности к гуну, предназначенному дл изгото лени литых мелющих тел. Мелющие тела вл ютс рабочими ганами шаровых мельниц и их эксплу атационна стойкость оказывает бол шое вли ние на скорость измельчени руды. В процессе измельчени руды лющие тела, имеющие форму шара или цилиндра, полностью истираютс и п этому срок их службы определ етс носостойкостью материала по всему чению мелющего тела при отсутствии раскальгеаемости и коррозионной сто костью, обеспечивающей долговечность деталей. Известны чугуны, которые могут быть использованы дл отливки мелю щих тел, однако они имеют низкую и носостойкость и высокую раскалывае мость мелющих тел из-за наличи в структуре Чугуна большого количест ледебурита. 1Кроме того, указанные материалы не отличаютс высокой ко розионной стойкостью, что важно пр эксплуатации мелющих тел. Известен чугун l следующего химического состава, мае. %: 2,8-3,6 Углерод 1,2-2,8 Кр емний 0,4-0,9 . Марганец 0,1-0,8 0,1-0,3 0,1-0,2 Ванадий 0,1-0,4 Фосфор Остальное Железо Существенным недостатком данног чугуна вл етс низка износостойкость мелющих тел, особенно при со держании кремни 2%, из-за по влен в структуре чугуна графитно-феррит эвтектики, количество которой увел . чиваетс от поверхности к центру м щего тела. Данный чугун отличает т же низка коррозионна и эксплуата ционна стойкость. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс чугун 2 следующего химического состава, мае. %: 3-3,6 Углерод 0,6-2,5 Кремний 0,2-1,5 Марганец 0,06-0,80 Хром 0 0,05-0,50 0,04-0,40 0,07-0,90 Фосфор 0,05-0,50 0,003-0,040 Железо Остальное Однако известный чугун не позвол ет получить высокую коррозионную стойкость, износостойкость при достаточной удароустойчивости, так как имеет неоднородную структуру матрицы а грубый графит в виде розеток снижает коррозионную стойкость из-за наличи микропор. , Целью изобретени вл етс стабилизаци структуры и твердости по сечению отливки, повьшгение износостойкойти , коррозионной и эксплуатационной стойкости при сохранении удароустойчивости чугуна. Поставленна цель достигаетс тем, что в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, фосфор, медь и железо, додолнительно введены алюминий, молибден, никель, олово и сурьма при следующем соотношении компонентов, мас,%:2 ,8-3,8 Углерод Кремний 0,5-1,5 0,3-0,9 Марганец 0,25-0,80 Хром 0,2-0,8 Ванадий Титан 0,01-0,16 0,1-0,7 Фосфор 0,02-0,10 Медь Алюминий « 0,01-0,10 0,005-0,010 Молибден 0,01-0,10 Никель Олово и 0,002-0,100 сурьма Остальное Железо В качестве примеси чугун может, соержать серу в количестве до 0,15 мас.%. Снижение содержани кремни до максимального значени 1,5% против 2,5 позвол ет повысить коррозионную стойкость чугуна на 30%. Содержание марганца ограничиваетс 0,9%, так как дальнейшее его увеличение не оказывает заметного вли ни на опреде емые характеристики. В предлагаемом чугуне снижено соержание титана, что объ сн етс еголи нием на формирование графитных включений при содержании до 0,16%, следовательно, на глубину проникноени продуктов коррозии в тело отивки . 31 Содержание хрома и ванади повышено с целью получени структуры белого чугуна с чисто перлитной матрицей , что также способствует повышению коррозионной стойкости. Верхний предел содержани фосфора и меди снижен до 0,7 и 0,1% соответственно , так как свойства остаютс при этом на одном уровне с чугуном, содержащим 0,9% Р и 0,5% Си. . В состав чугуна дополнительно введены микродобавки алюмини , молибдена , никел , сурьмы и олова. Введение этих добавок обусловлено их аддитивным вли нием на формирование структзфы и свойств чугуна (коррозионной стойкости, эксплуатационной стойкости,.износостойкости). Особенно сильное положительное вли ние оказывают эти добавки в сочетании с Cu,V. Снижение содержани меди в чугуне обусловлено введением никел , олова и сурьмы, суммарное действие которых позвол ет получить более устойчивый эффект по коррозионной и эксплуатационной стойкости. Алюминий и молибден в сочетании с рассмотренными элемег та ми позвол ют, несмотр на введение карбидообразующих элементов Sn и Sb, поддерживать удароустойчивосТь на высоком уровне. Таким образом, введенный комплекс элементов в сочетании с V, Сг, Ti, Си, позвол ет повысить износостой-.: кость,коррозионн5по и эксплуатационную стойкость, стабилизировать структуру и твердость чугуна по сечению отливки при сохранении высокой удароустойчивости . Нижние пределы содержани А1, Мо, Ni и суммы (Sn+Sb) выбраны исхрд из экспериментально уста новленного факта начала их действи . Верхний предел установлен исход из экономических соображений и возможности повьппени свойств при введении микролегировани . В табл. 2 представлены результаты исследовани износостойкости, коррозионной и эксплуатационной стойкости удароустойчивости,, твердости микроструктур дл 10-ти составов , представленный в табл.- 1. Сравнивают свойства известного, базового (по ГОСТ 24384-80 Цилиндры Мелшщие чугунные дл мельниц шаровых) и предлагаемого составов чугуна. 04 Каждьш из сравниваемых сплавов изготавливают путем выплавки металла в основной индукционной 50-килограммовой печи. В качестве шихты используют литейный чугун и стальной лом. Дл достижени заданного содержани углерода и легирующих в чугун ввод т соответственно электродный бой и ферросплавы. Различное содержание новых элементов достигаетс за счет присадок в ковш ферросплав9в и лигатур . Температура металла перед заливкой соответствует 1350-1450°С. Износостойкость мелюп1их тел оценивают по отношению величины износа эталона к величине износа исследуемого чугуна. За эталон выбран чугун с 2,0% углерода. Испытани провод т на машине 1И-1М по методике Укрниимета путем трени скольжени образца диаметром 10 мм по абразивному кругу. Удароус ойчивость определ ют по количеству ударов, вьщержаннык мелющим телом до разрушени на вертикальном копре при энергии удара 22,5 Дж. Коррозионную стойкость определ ют по потере веса в проточной водопроводной , воде в г/м. день количества корродирующего вещества на единицу времени .Образец представл ет собой отливку в виде мелющего тела: цилиндр диаметром 22 мм, длиной 24 мм при радиусе закруглени нижнего торца 5 и конусности 1:10 (вес 120 г). Эксплуатационную стойкость определ ют по работе мелющих тел в лабораторной шаровой мельнице, позвол юдей создать услови работы деталей, аналогичные промьшшенным. Как показали проведенные испытани , предлагаемый чугун отличаетс луч111им качеством, его применение дл изготовлени мелющих тел на Макеевском труболитейном заводе позволит сэкономить до 15тыс. т. чугуна в год. Ожидаемый экономический эффект от использовани предлагаемого чугуна при производстве одной тонны мелющих цилиндров составит 27,72 руб, Ожидаемый годовой экономический эффект при объеме производства литых мелющих цилиндров из чугуна предлагаемого состава 40 тыс. т составит 1109 тыс. руб.
Таблица 2