ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской и проектно-технической работ.

Нижеописанный объект (разработки) включает 6 изобретений, охватывающих все переделы (стадии) производственного цикла получения готового изделия, начиная от разработки и обоснования оптимального химического состава износостойкого сплава, включающего исследование и установление рациональных пределов легирования износостойких чугунов основными легирующими элементами хромом и углеродом, последующей разработкой нетрадиционной технологии плавки и заливки металла, механической обработки отливок и термической обработки деталей. Изделия из новых композиций износостойких сплавов прошли широкую промышленную апробацию в условиях эксплуатации в абразивных, и коррозионных средах и внедрены на электростанциях «Кузбассэнерго», на Рубцовских заводах «РЗЗ», «Алтайсельмаше», Алтайском тракторном заводе и на других предприятиях.

Как известно, наибольшее распространение у нас и за рубежом в качестве износостойкого материала для деталей машин и оборудования, работающих в условиях интенсивного абразивного и гидроабразивного изнашивания без приложения значительных ударных нагрузок, получили белые износостойкие хромистые чугуна, содержащие хром и углерод (основные легирующие элементы, этого класса сплавов) в диапазоне концентраций Сr- от 1,0 до 30 %; С - от 2,0 до 3,5 %. Автором на основании исследований разработана классификация износостойких чугунов по микроструктуре в зависимости от содержания «Сr» и «С» в сплаве. В рассматриваемом диапазоне концентраций «Сr» и «С» наиболее высокими прочностными свойствами и износостойкостью, а также лучшей технологичностью, из всех возможных и существующих марок хромистых износостойких чугунов, согласно исследованиям автора, обладают сплавыiiiгруппы, благодаря специфическому составу и строению структурных и фазовых составляющих наиболее прочной карбидной эвтектики пластичного строения, наличию в структуре только самого твердого карбида хрома Сr₇С ₃ и достаточно прочной и пластичной металлической основы - феррито-аустенитная, поддающейся термообработке - отжигу и закалке) (см. классификацию, табл. 2).

Впервые для белых износостойких чугунов предложен новый эффективный модификатор, измельчающий и более равномерно распределяющий в объеме сплава карбидную фазу, т.е. самую твердую составляющую структуры износостойких чугунов (авт. св. № 459504).

Одним из технологических недостатков высокохромистых износостойких чугунов является их повышенная склонность к окислению и плёнообразованию в процессе выпуска металла из печи и его разливки по литейным формам, приводящим к дефектам на отливках, снижению прочностных характеристик металла и браку литья. Кроме того, характерной особенностью традиционной технологии плавки металла является рекомендация (требование) использования в качестве легирующего компонента шихты только низкоуглеродистых марок феррохрома (ФХрО; ФХрОО), что неоправданно увеличивает себестоимость литья. Недостатком существующей технологии также является требование не допускать перегрев металла в печи при плавке и высокую температуру заливки его по формам.

Новый способ плавки металла для отливок из износостойких высокоуглеродистых, высокохромистых сплавов (авт. св. № 397542) устраняет все вышеуказанные недостатки, т.е. обеспечивает снижение себестоимости отливок, не ухудшая при этом их служебных и потребительских свойств (прочности, износостойкости и товарного вида) и значительно улучшает качество литья в целом в результате сокращения специфических дефектов, присущих отливкам из этих сплавов (плены, спаи, раковины, окисные включения).

Высокотехнологичен и экономически эффективен новый способ термической обработки отливок. Он позволяет получать закалочную структуру минуя высокотемпературный нагрев изделия, что позволяет избежать коробление деталей и удешевляет их производство (ав. св. № 722960).

Известно, что проблемой железоуглеродистых сплавов, к которым относятся и белые хромистые износостойкие чугуны, является низкая эффективность борьбы с коррозией металла изделий, превращающей в труху 10 % всего производимого на нашей планете металла из железа, т.е. примерно 50 миллионов тонн металла в год.

Впервые в мировой практике коррозию предложено использовать как эффективный метод улучшения обрабатываемости резанием отливок из труднообрабатываемых сплавов (ав. св.№ 387051).

Таким образом, новые сплавы и новые способы изготовления изделий из этих сплавов (технологии) позволяют смягчить многочисленные технологические недостатки износостойких сплавов, а некоторые полностью исключить, и тем самым создать условия для значительного расширения номенклатуры изделий из этого класса материала, что позволит повысить надежность и долговечность машин и оборудования, т.е. их конкурентоспособность.

По сравнению с известными марками легированных износостойких чугунов новые сплавы, кроме технических преимуществ, значительно выигрывают конкуренцию за счет более низкой себестоимости их производства по совокупности выше изложенных причин.

Автор разработки может оказать методическую, консультативную и квалифицированную практическую помощь в реализации предложений.

Таблица 1

Результаты промышленных испытаний новых износостойких сплавов

(ИЧХ20Р), ИЧХ20РБ (ИЧХ20РТ)

Таблица 2

Классификация белых износостойких чугунов по микроструктуре

в зависимости от содержания углерода и хрома

Таблица 3

Новые износостойкие сплавы

Физико-механические и технологические свойства